记一道字节跳动的算法面试题

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-08-17 17:28 148阅读 0赞

前几天有个朋友去面试字节跳动，面试官问了他一道**链表**相关的算法题，不过他一时之间没做出来，就来问了我一下，感觉这道题还不错，拿来讲一讲。

### 题目 ###

这其实是一道**变形**的链表反转题，大致描述如下

给定一个单链表的头节点 head,实现一个调整单链表的函数，使得每K个节点之间为一组进行逆序，**并且从链表的尾部开始组起**，头部剩余节点数量不够一组的不需要逆序。（不能使用队列或者栈作为辅助）

例如：  
链表:1->2->3->4->5->6->7->8->null, K = 3。那么 6->7->8，3->4->5，1->2各位一组。调整后：1->2->5->4->3->8->7->6->null。其中 1，2不调整，因为不够一组。

### 解答 ###

这道题的难点在于，是从链表的尾部开始组起的，而不是从链表的**头部**，如果是头部的话，那我们还是比较容易做的，因为你可以遍历链表，每遍历 k 个就拆分为一组来逆序。但是从尾部的话就不一样了，因为是单链表，不能往后遍历组起。不过这道题肯定是用递归比较好做，对递归不大懂的建议看我之前写的一篇文章[为什么你学不会递归？告别递归，谈谈我的一些经验][Link 1]，这篇文章写了关于递归的一些套路。

### 先做一道类似的反转题 ###

在做这道题之前，我们不仿先来看看**如果从头部开始组起的话**，应该怎么做呢？例如：链表:1->2->3->4->5->6->7->8->null, K = 3。调整后：3->2->1->6->5->4->7->8->null。其中 7，8不调整，因为不够一组。

对于这道题，如果你不知道怎么逆序一个单链表，那么可以看一下我之前写的[如何优雅着反转单链表][Link 2]

这道题我们可以用递归来实现，假设方法reverseKNode()的功能是将单链表的每K个节点之间逆序(从**头部**开始组起的哦);reverse()方法的功能是将一个单链表逆序。

那么对于下面的这个单链表，其中 K = 3。

![16c6c50b6d583aff?w=961&h=139&f=png&s=33464][16c6c50b6d583aff_w_961_h_139_f_png_s_33464]  
我们把前K个节点与后面的节点分割出来：

![16c6c5103118f605?w=708&h=301&f=png&s=36577][16c6c5103118f605_w_708_h_301_f_png_s_36577]  
temp指向的剩余的链表，可以说是原问题的一个子问题。我们可以调用reverseKNode()方法将temp指向的链表每K个节点之间进行逆序。再调用reverse()方法把head指向的那3个节点进行逆序，结果如下：

![16c6c51c7cb59ea6?w=653&h=261&f=png&s=37303][16c6c51c7cb59ea6_w_653_h_261_f_png_s_37303]

> 再次声明，如果对这个递归看不大懂的，建议看下我那篇递归的文章

接着，我们只需要把这两部分给连接起来就可以了。最后的结果如下：

![16c6c52146f04cdd?w=1004&h=135&f=png&s=32839][16c6c52146f04cdd_w_1004_h_135_f_png_s_32839]

代码如下：

//k个为一组逆序
        public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
            ListNode temp = head;
            for (int i = 1; i < k && temp != null; i++) {
                temp = temp.next;
            }
            //判断节点的数量是否能够凑成一组
            if(temp == null)
                return head;
    
            ListNode t2 = temp.next;
            temp.next = null;
            //把当前的组进行逆序
            ListNode newHead = reverseList(head);
            //把之后的节点进行分组逆序
            ListNode newTemp = reverseKGroup(t2, k);
            // 把两部分连接起来
            head.next = newTemp;
            
            return newHead;
        }
        
        //逆序单链表
        private static ListNode reverseList(ListNode head) {
            if(head == null || head.next == null)
                return head;
            ListNode result = reverseList(head.next);
            head.next.next = head;
            head.next = null;
            return result;
        }

### 回到本题 ###

这两道题可以说是及其相似的了，只是一道从头部开始组起，这道从头部开始组起的，也是 leetcode 的第 25 题。而面试的时候，经常会进行变形，例如这道字节跳动的题，它变成从**尾部**开始组起，可能你一时之间就不知道该怎么弄了。当然，可能有人一下子就反应出来，把他秒杀了。

其实这道题很好做滴，你只需要先把单链表进行一次**逆序**，逆序之后就能转化为**从头部开始组起**了，然后按照我上面的解法，处理完之后，把结果**再次逆序**即搞定。两次逆序相当于没逆序。

例如对于链表（其中 K = 3）

![16c6c50b6d583aff?w=961&h=139&f=png&s=33464][16c6c50b6d583aff_w_961_h_139_f_png_s_33464]  
我们把它从尾部开始组起，每 K 个节点为一组进行逆序。步骤如下

1、先进行逆序

![16c6c6204a4c255c?w=1108&h=196&f=png&s=47200][16c6c6204a4c255c_w_1108_h_196_f_png_s_47200]  
逆序之后就可以把问题转化为从**头部**开始组起，每 K 个节点为一组进行逆序。

2、处理后的结果如下

![16c6c639443500a8?w=1102&h=172&f=png&s=43544][16c6c639443500a8_w_1102_h_172_f_png_s_43544]

3、接着在把结果**逆序**一次，结果如下

![16c6c6532fbfafb0?w=1104&h=186&f=png&s=44935][16c6c6532fbfafb0_w_1104_h_186_f_png_s_44935]

代码如下

public ListNode solve(ListNode head, int k) {
        // 调用逆序函数
        head = reverse(head);
        // 调用每 k 个为一组的逆序函数（从头部开始组起）
        head = reverseKGroup(head, k);
        // 在逆序一次
        head = reverse(head);
        return head;
        
    }

类似于这种需要先进行逆序的还要两个链表相加，这道题字节跳动的笔试题也有出过，如下图的第二题

![16c6c6fc42fb280d?w=1080&h=1440&f=png&s=553267][16c6c6fc42fb280d_w_1080_h_1440_f_png_s_553267]

这道题就需要先把两个链表逆序，再节点间相加，最后在合并了。

### 总结 ###

关于链表的算法题，在面试的时候听说是挺常考的，大家可以多注意注意，遇到不错的链表算法题，也欢迎扔给我勒。

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