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一. 序
我又來講連結串列題了，這道題據說是來自位元組跳動的面試題。
為什麼說是「據說」呢？因為我也是看來的，覺得題目還是挺有意思，但是原作者給出的方案，我想了想覺得還有優化空間，就單獨拿出來講講。
就像本文的題目說的，這是一道關於連結串列翻轉的題。連結串列的翻轉，之前的文章也講了很多，例如：連結串列翻轉、連結串列兩兩翻轉、K 個一組翻轉連結串列。這些其實都是 leetcode 上的標準題，但是通常企業給出的面試題，多半會做一些變種，也就是加一些特殊的條件。
例如今天要講的這道題。
給定單連結串列的頭結點 head，實現一個調整連結串列的函式，從連結串列尾部開始，以 K 個結點為一組進行逆序翻轉，頭部剩餘結點不足一組時，不需要翻轉。（不能使用佇列或者棧作為輔助）
仔細讀題，像不像我們之前講到的 leetcode 第 25 題：K 個一組翻轉連結串列。
leetcode-25 是從頭結點開始，以 K 個結點一組進行翻轉。而位元組跳動這道題，是從尾結點開始。
只是多了一個從尾結點開始分組翻轉的條件，這道題的難度就增加了。
二. K個一組翻轉連結串列（頭條版）
2.1 其他人的解題思路
前面也說到，這道題是我看來的，當時是以一篇文章的形式釋出出來。
文章我就不發了，不過先了解一下他的解題思路，有助於我們思考。
他的思路很清晰，雖然這道題他不會解，但是 leetcode-25 這個標準的以 K 個一組翻轉連結串列的題他很熟悉。
那麼可以先將原始連結串列，進行一次「連結串列翻轉」，再進行「K 個一組翻轉連結串列」，最後再做一次「連結串列翻轉」還原連結串列，就得出了需要的結果。
ListNode revserseKGroupPlus(ListNode head, int k) {
// 翻轉連結串列
head = reverseList(head);
// K 個一組翻轉連結串列
head = reverseKGroup(head, k);
// 翻轉連結串列
head = reverseList(head);
return head;
}
複製程式碼把一個不熟悉的問題，經過簡單的轉換，變成熟悉的問題進行解決，這種思路是沒有錯的。
但是呢，有個問題--
在面試的場景中，通常來說，面試官的水平會高於面試者，那麼我們可以簡單的理解，面試就是一個不斷受挫的過程，這個過程總會被問到我們知識的邊界才會停止。
面試題只是起點，面試過程中深挖的哪些問題，才是觸控到我們談薪資本的核心。當然這扯遠了，繼續回到本文的內容。
此時就算面試者當場寫出瞭解題程式碼，也逃不開一個經典問題。
面試官：「還有更優的方案嗎？」
那麼這道題，有沒有更優的方案？答案當然是有的。
2.2 更優一點的方案
將連結串列先翻轉後處理，再翻轉回去，這樣並不優雅，其實只需一次以 K 個一組翻轉連結串列就可以。
再回憶一下 leetcode 第 25 題，它和這道題的差異，主要來自於，對不足一組的連結串列結點的處理。leetcode-25 是從頭結點開始處理，所以多出來的結點會在尾部，而位元組跳動這道題則正好相反，餘下的結點會在頭部。
但是它們同時也有一種特殊情況，就是 K 個一組進行分組時，這裡的 K 正好可以完整的分組，一個不多，一個不少的分成 N 組。
當連結串列結點數量正好為 K * N 時，那麼又回到了我們熟悉的 leetcode-25 題了。
如果我們先將原始結點進行處理，找出它正好可以整除 K 的起始結點 offset，將這個起始結點 offset 的子連結串列，再進行 K 個一組進行翻轉連結串列，最後把它拼接回原始連結串列，就完成了這道題。
這個過程，需要額外定義兩個結點，第一個滿足 K 個分組條件的 offset 結點，以及 offset 的前驅結點 prev 結點，prev 結點主要是用來拼接翻轉後的兩個連結串列，讓其不會出現連結串列斷裂的問題。
它們的關係如下：
這其中還涉及到一些簡單的連結串列運算，例如求連結串列的長度，這裡就不展開說了，直接上核心程式碼，邏輯都在註釋裡，我們先定義一個 reverseKGroupPlus() 方法。
public ListNode reverseKGroupPlus(ListNode head, int k) {
if (head == null || k <= 1) return head;
// 計算原始連結串列長度
int length = linkedLength(head);
if (length < k)
return head;
// 計算 offset
int offsetIndex = length % k;
// 原始連結串列正好可以由 K 分為 N 組，可直接處理
if (offsetIndex == 0) {
return reverseKGroup(head, k);
}
// 定義並找到 prev 和 offset
ListNode prev = head, offset = head;
while (offsetIndex > 0) {
prev = offset;
offset = offset.next;
offsetIndex--;
}
// 將 offset 結點為起始的子連結串列進行翻轉，再拼接回主連結串列
prev.next = reverseKGroup(offset, k);
return head;
}
複製程式碼注意當連結串列長度正好可以用 K 分為 N 組時，我們直接處理，否者才需要後續複雜的邏輯。
程式碼的註釋足夠清晰了，在腦子裡過一遍程式碼的執行流程應該能明白，為了幫助大家理解，我又畫了個示意圖。
假設以 head 為頭結點的連結串列長度是 10，K 為 4 時，那麼計算下來 offset Index 就是 2。
找到 prev 和 offset 結點後，就可以將以 offset 結點為頭結點的子連結串列，進行 K 個一組翻轉連結串列的操作了。
此時，head 結點為起始的連結串列，就是我們計算後的結果。
2.3 再補一些額外的程式碼
這道題，還涉及到很多其他的小演算法，本身 leetcode-25 就已經被定級為「困難」，位元組跳動在這道題的基礎上，又增加了難度。
為了保證解題的完整，這裡再補充一些相關程式碼。
1. 計算連結串列長度
private int linkedLength(ListNode head) {
int count = 0;
while (head != null) {
count++;
head = head.next;
}
return count;
}
複製程式碼沒什麼好說的，一個 while 迴圈搞定。
2. 以 K 個一組翻轉連結串列
這道題在之前的文章中詳細講解了，這裡直接貼程式碼了。
public ListNode reverseKGroup(ListNode head, int k) {
// 增加虛擬頭結點
ListNode dummy = new ListNode(0);
dummy.next = head;
// 定義 prev 和 end 結點
ListNode prev = dummy;
ListNode end = dummy;
while(end.next != null) {
// 以 k 個結點為條件，分組子連結串列
for (int i = 0; i < k && end != null; i++)
end = end.next;
// 不足 K 個時不處理
if (end == null)
break;
// 處理子連結串列
ListNode start = prev.next;
ListNode next = end.next;
end.next = null;
// 翻轉子連結串列
prev.next = reverseList(start);
// 將子連表前後串起來
start.next = next;
prev = start;
end = prev;
}
return dummy.next;
}
// 遞迴完成單連結串列翻轉
private ListNode reverseList(ListNode head) {
if (head == null || head.next == null)
return head;
ListNode p = reverseList(head.next);
head.next.next = head;
head.next = null;
return p;
}
複製程式碼對於 leetcode-25 這道題，還不太瞭解的可以看看之前的文章《K 個一組翻轉連結串列》。
三. 小結時刻
以上就是我解這道題的思路，可能不是最高效的，但也算是比較清晰。
在面試過程中，連結串列相關的題目可以說是高頻題。雖然企業在出題時，為了增加難度也會做一些變種，但是作為面試者，無論如何都避不開多練多寫多想。
你有更好的方案嗎？你在面試中有碰到什麼奇葩的演算法題嗎？歡迎在留言區討論。
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