Java实现LeetCode第143题：链表重排解决方案详解

知识点: 1. Java编程语言基础 Java是一种广泛使用的面向对象的编程语言，具有跨平台的特性。它是由Sun Microsystems公司于1995年推出，并在2010年被Oracle公司收购。Java语言的特性包括简单的面向对象设计、健壮性、安全性、平台无关性和多线程性。在本题解中，我们将使用Java语言的核心特性来解决链表重排问题。 2. LeetCode平台 LeetCode是一个提供算法和编程问题的在线平台，常用于准备技术面试和提高编程能力。它包含了来自Facebook、Amazon、Google等知名公司的面试题。通过解决这些题目，求职者可以提高解决问题的能力和编程技能。 3. 链表数据结构 链表是一种常见的线性数据结构，由一系列节点组成，每个节点包含数据部分和指向下一个节点的指针。链表的优点是动态大小、灵活的插入和删除操作，但缺点是访问速度慢，因为它不能直接访问下一个元素，必须从头开始遍历。在本题中，我们将操作链表来实现节点的重排。 4. 第143题重排链表问题描述 LeetCode第143题要求实现一个函数，该函数接收一个单链表的头节点，然后按照“先交叉再逆序”的方式重新排列链表中的节点。具体来说，给定链表1->2->3->4，重新排列后应该是1->4->2->3。这个问题主要考察对链表操作的理解和编程实现能力。 5. Java链表操作 在Java中，链表通常使用内置的LinkedList类来处理，或者通过自定义链表结构来实现。为了重排链表，需要遍历链表，找到中点，并将其分为两个部分。然后翻转后半部分链表，并将前后两部分交替连接起来。这一过程需要对链表节点进行各种操作，包括遍历、分割、翻转和连接。 6. 算法实现要点 - 找到链表的中点，可以通过快慢指针法实现。快指针每次移动两步，慢指针每次移动一步，当快指针到达链表末尾时，慢指针所在位置即为链表的中点。 - 翻转链表部分，需要创建新的节点并调整指针方向。从后往前遍历需要翻转的链表部分，逐个改变节点的指向。 - 交替连接两个链表部分。将前半部分链表和翻转后的后半部分链表交替连接，完成重排。 7. 时间复杂度与空间复杂度分析 对于这个问题，主要的时间消耗在于找到链表的中点、翻转链表部分和连接节点。时间复杂度为O(n)，其中n是链表的长度，因为需要遍历链表一次或两次。空间复杂度为O(1)，因为除了几个指针变量外，没有使用额外的空间。 8. 题目解题思路 解题思路可以分为以下几个步骤： - 找到链表的中点，并将链表分成两部分。 - 翻转后半部分链表。 - 交替连接两个部分，完成链表的重排。 - 最后返回重排后链表的头节点。 通过上述知识点的学习和实践，可以加深对Java语言、链表数据结构以及算法思想的理解，有助于提升解决实际编程问题的能力。