Update Leetcode 题解 - 链表.md

重新绘制 K 个一组翻转的配图；补充相交链表、反转链表、两两交换与合并等题目的思路解析与复杂度说明；补充参考资料小节。

notes/Leetcode 题解 - 链表.md

@@ -15,6 +15,7 @@
     * [12. 重排链表](#12-重排链表)
     * [13. 合并 K 个有序链表](#13-合并-k-个有序链表)
     * [14. 链表排序](#14-链表排序)
+    * [参考资料](#参考资料)
 <!-- GFM-TOC -->
 
 
@@ -50,11 +51,13 @@ B:    b1 → b2 → b3        e1 → e2
 
 要求时间复杂度为 O(N)，空间复杂度为 O(1)。如果不存在交点则返回 null。
 
-设 A 的长度为 a + c，B 的长度为 b + c，其中 c 为尾部公共部分长度，可知 a + c + b = b + c + a。
+两个指针同时出发，难点在于 A、B 交点前的长度不同，指针不会同时到达交点。解决方法是让每个指针走完自己的链表后，接着从另一个链表的头部走：
 
-当访问 A 链表的指针访问到链表尾部时，令它从链表 B 的头部开始访问链表 B；同样地，当访问 B 链表的指针访问到链表尾部时，令它从链表 A 的头部开始访问链表 A。这样就能控制访问 A 和 B 两个链表的指针能同时访问到交点。
+设 A 的长度为 a + c，B 的长度为 b + c，其中 c 为尾部公共部分长度。指针 l1 走完 A 再走 B 的前 b 个节点，指针 l2 走完 B 再走 A 的前 a 个节点，两者走的步数都是 a + c + b，因此会同时到达交点。以上面的例子 a = 2、b = 3、c = 3 为例，两个指针都在第 9 步到达 c1（null 也算一步）：
 
-如果不存在交点，那么 a + b = b + a，以下实现代码中 l1 和 l2 会同时为 null，从而退出循环。
+<div align="center"> <img src="pics/offer-intersect-list.png" width="640px"/> </div><br>
+
+如果不存在交点，两个指针都走完 A、B 两个链表后同时为 null，从而退出循环。
 
 ```java
 public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
@@ -67,7 +70,7 @@ public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
 }
 ```
 
-如果只是判断是否存在交点，那么就是另一个问题，即 编程之美 3.6 的问题。有两种解法：
+如果只是判断是否存在交点，那么就是另一个问题，即《编程之美》3.6 的问题。有两种解法：
 
 - 把第一个链表的结尾连接到第二个链表的开头，看第二个链表是否存在环；
 - 或者直接比较两个链表的最后一个节点是否相同。
@@ -78,7 +81,7 @@ public ListNode getIntersectionNode(ListNode headA, ListNode headB) {
 
 [Leetcode](https://leetcode.com/problems/reverse-linked-list/description/) / [力扣](https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/description/)
 
-递归
+递归：先把 head.next 之后的部分反转，返回新的头节点；此时 next 是反转后那一段的尾节点，把 head 接在 next 后面，再断开 head 原来的 next 指针。例如 1→2→3，反转 2→3 得到 3→2 后，令 2.next = 1、1.next = null，得到 3→2→1。
 
 ```java
 public ListNode reverseList(ListNode head) {
@@ -93,7 +96,7 @@ public ListNode reverseList(ListNode head) {
 }
 ```
 
-头插法
+头插法（迭代）：从头到尾取下每个节点，插到虚拟头节点 newHead 的后面，先取下的节点会被后取下的节点挤到后面，因此顺序反转。newHead.next 相当于常见写法中指向已反转部分的 pre 指针。每一步要先用 next 记住 head.next 再修改 head.next，否则后面的链表就丢了。迭代只需要 O(1) 的额外空间，递归需要 O(N) 的栈空间，以 1 -\> 2 -\> 3 为例的逐步过程见[剑指 Offer 24](24.%20反转链表.md#迭代)。
 
 ```java
 public ListNode reverseList(ListNode head) {
@@ -114,6 +117,8 @@ public ListNode reverseList(ListNode head) {
 
 [Leetcode](https://leetcode.com/problems/merge-two-sorted-lists/description/) / [力扣](https://leetcode-cn.com/problems/merge-two-sorted-lists/description/)
 
+比较两个链表的头节点，较小的那个作为结果的头节点，它的 next 指向剩余部分归并的结果。递归最坏需要 O(m + n) 的栈空间（m、n 为两个链表的长度），链表很长时可以改用迭代：用虚拟头节点 dummy 和尾指针 tail，每次把较小的节点接到 tail 后面，代码见[链表排序](#14-链表排序)中的 merge()。
+
 ```java
 public ListNode mergeTwoLists(ListNode l1, ListNode l2) {
     if (l1 == null) return l2;
@@ -139,6 +144,8 @@ Given 1->1->2, return 1->2.
 Given 1->1->2->3->3, return 1->2->3.
 ```
 
+先递归处理 head.next 之后的部分，返回时如果 head 与后继节点的值相同，就丢掉 head、返回后继节点。
+
 ```java
 public ListNode deleteDuplicates(ListNode head) {
     if (head == null || head.next == null) return head;
@@ -158,6 +165,8 @@ Given linked list: 1->2->3->4->5, and n = 2.
 After removing the second node from the end, the linked list becomes 1->2->3->5.
 ```
 
+fast 先走 n 步，然后 fast 和 slow 一起走，fast 到达最后一个节点时，slow 正好停在倒数第 n 个节点的前一个节点上。例如 n = 2 时 fast 停在 5，slow 停在 3，令 3.next = 5 即可。如果 fast 先走 n 步后就为 null，说明要删除的是头节点。
+
 ```java
 public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
     ListNode fast = head;
@@ -185,7 +194,9 @@ public ListNode removeNthFromEnd(ListNode head, int n) {
 Given 1->2->3->4, you should return the list as 2->1->4->3.
 ```
 
-题目要求：不能修改结点的 val 值，O(1) 空间复杂度。
+题目要求：不能修改节点的 val 值，只能改变节点之间的指针。
+
+pre 指向待交换的两个节点 l1、l2 的前一个节点，依次令 l1 指向 l2 的后继、l2 指向 l1、pre 指向 l2，交换后 l1 在后面，作为下一对的 pre。
 
 ```java
 public ListNode swapPairs(ListNode head) {
@@ -216,7 +227,9 @@ Input: (7 -> 2 -> 4 -> 3) + (5 -> 6 -> 4)
 Output: 7 -> 8 -> 0 -> 7
 ```
 
-题目要求：不能修改原始链表。
+进阶要求：不能反转输入的链表。
+
+链表的高位在前，而加法要从低位开始算。把两个链表的值分别压入栈中，出栈的顺序就是从低位到高位；每一位的结果用头插法插到结果链表的前面。
 
 ```java
 public ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
@@ -252,9 +265,9 @@ private Stack<Integer> buildStack(ListNode l) {
 
 [Leetcode](https://leetcode.com/problems/palindrome-linked-list/description/) / [力扣](https://leetcode-cn.com/problems/palindrome-linked-list/description/)
 
-题目要求：以 O(1) 的空间复杂度来求解。
+进阶要求：以 O(1) 的空间复杂度来求解。
 
-切成两半，把后半段反转，然后比较两半是否相等。
+用快慢指针找到中点后切成两半，把后半段反转，然后比较两半是否相等。节点数为奇数时，中间的节点分到后半段，比较到前半段结束为止。这种做法会断开并改动输入的链表，需要保持原状时，比较后把后半段再反转一次，接回前半段的末尾。
 
 ```java
 public boolean isPalindrome(ListNode head) {
@@ -299,13 +312,13 @@ private boolean isEqual(ListNode l1, ListNode l2) {
 
 ## 9. 分隔链表
 
-725\. Split Linked List in Parts(Medium)
+725\. Split Linked List in Parts (Medium)
 
 [Leetcode](https://leetcode.com/problems/split-linked-list-in-parts/description/) / [力扣](https://leetcode-cn.com/problems/split-linked-list-in-parts/description/)
 
 ```text
 Input:
-root = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10], k = 3
+head = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10], k = 3
 Output: [[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7], [8, 9, 10]]
 Explanation:
 The input has been split into consecutive parts with size difference at most 1, and earlier parts are a larger size than the later parts.
@@ -313,10 +326,12 @@ The input has been split into consecutive parts with size difference at most 1,
 
 题目描述：把链表分隔成 k 部分，每部分的长度都应该尽可能相同，排在前面的长度应该大于等于后面的。
 
+设链表长度为 N，每部分至少 N / k 个节点，前 N % k 部分各多 1 个。例如 N = 10、k = 3 时，三部分的长度为 4、3、3。
+
 ```java
-public ListNode[] splitListToParts(ListNode root, int k) {
+public ListNode[] splitListToParts(ListNode head, int k) {
     int N = 0;
-    ListNode cur = root;
+    ListNode cur = head;
     while (cur != null) {
         N++;
         cur = cur.next;
@@ -324,7 +339,7 @@ public ListNode[] splitListToParts(ListNode root, int k) {
     int mod = N % k;
     int size = N / k;
     ListNode[] ret = new ListNode[k];
-    cur = root;
+    cur = head;
     for (int i = 0; cur != null && i < k; i++) {
         ret[i] = cur;
         int curSize = size + (mod-- > 0 ? 1 : 0);
@@ -351,6 +366,8 @@ Given 1->2->3->4->5->NULL,
 return 1->3->5->2->4->NULL.
 ```
 
+odd 和 even 分别串起奇数位置和偶数位置的节点，交替向后跳一个节点，最后把偶数链表接在奇数链表的后面。
+
 ```java
 public ListNode oddEvenList(ListNode head) {
     if (head == null) {
@@ -379,9 +396,9 @@ Input: 1->2->3->4->5, k = 2
 Output: 2->1->4->3->5
 ```
 
-题目描述：每 k 个节点一组进行翻转，最后不足 k 个的节点保持原有顺序。
+题目描述：每 k 个节点一组进行翻转，最后不足 k 个的节点保持原有顺序。如果要求不足 k 个也翻转，走不到 k 步时把剩下的部分同样翻转即可。
 
-使用一个虚拟头节点 dummy，pre 指向下一组的前一个节点。先从 pre 向后走 k 步找到这一组的尾节点 tail，走不到说明剩余节点不足 k 个。然后把 pre.next 到 tail 这一段原地翻转，再把它接回原链表，最后 pre 移到这一组翻转后的末尾。
+使用一个虚拟头节点 dummy，pre 指向下一组的前一个节点。先从 pre 向后走 k 步找到这一组的尾节点 tail，走不到说明剩余节点不足 k 个。然后把 pre.next 到 tail 这一段原地翻转，再把它接回原链表，最后 pre 移到这一组翻转后的末尾。翻转时 prev 的初始值是下一组的头节点 next 而不是 null，这样翻转完之后这一组原来的头节点 first 已经接在下一组前面，只需要再令 pre.next = tail。
 
 <div align="center"> <img src="pics/reverse-k-group.png" width="600px"/> </div><br>
 
@@ -470,7 +487,7 @@ private ListNode reverse(ListNode head) {
 
 用小顶堆保存每个链表当前的头节点，每次取出值最小的节点接到结果链表后面，再把它的下一个节点放入堆中。设一共有 N 个节点，每个节点进出堆一次，时间复杂度为 O(NlogK)。
 
-也可以像归并排序那样两两合并，时间复杂度同样是 O(NlogK)。
+也可以像归并排序那样两两合并：第一轮把 K 个链表合并成 K / 2 个，第二轮合并成 K / 4 个，一共 logK 轮，每轮处理 N 个节点，时间复杂度同样是 O(NlogK)。需要注意的是，如果依次把每个链表合并到同一个结果链表上，前面的节点会被反复扫描，时间复杂度为 O(NK)。
 
 ```java
 public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
@@ -501,7 +518,7 @@ public ListNode mergeKLists(ListNode[] lists) {
 
 题目描述：在 O(NlogN) 时间复杂度内对链表进行排序。
 
-链表不能随机访问，适合用归并排序：用快慢指针找到中点断开，两半分别排序后，用第 3 题的方法归并。递归需要 O(logN) 的栈空间。
+链表不能随机访问，适合用归并排序：用快慢指针找到中点断开，两半分别排序后，用[归并两个有序的链表](#3-归并两个有序的链表)的方法归并。递归需要 O(logN) 的栈空间。
 
 ```java
 public ListNode sortList(ListNode head) {
@@ -534,3 +551,8 @@ private ListNode merge(ListNode l1, ListNode l2) {
     return dummy.next;
 }
 ```
+
+## 参考资料
+
+- [LeetCode 题库](https://leetcode.com/problemset/)
+- 《编程之美》小组. 编程之美 [M]. 电子工业出版社, 2008.