【面试经典 150 | 链表】分隔链表

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- 方法一：模拟
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本专栏专注于分析与讲解【面试经典150】算法，两到三天更新一篇文章，欢迎催更……

专栏内容以分析题目为主，并附带一些对于本题涉及到的数据结构等内容进行回顾与总结，文章结构大致如下，部分内容会有增删：

Tag：介绍本题牵涉到的知识点、数据结构；
题目来源：贴上题目的链接，方便大家查找题目并完成练习；
题目解读：复述题目（确保自己真的理解题目意思），并强调一些题目重点信息；
解题思路：介绍一些解题思路，每种解题思路包括思路讲解、实现代码以及复杂度分析；
知识回忆：针对今天介绍的题目中的重点内容、数据结构进行回顾总结。

Tag

【链表】【模拟】

题目来源

86. 分隔链表

解题思路

方法一：模拟

我们只需要维护两个链表 small 和 large 即可，前者用来按顺序存储所有小于 x 的节点，后者用来按顺序存储所有大于等于 x 的节点。

为了实现上述思路，我们分别定义了两个链表的两个指针，small 链表的头结点 sH、尾节点 sT，large 链表的头结点 eAndgH、尾节点 eAndgT。

从原链表的头结点 head 开始遍历，直至结束，记当前遍历的节点为 cur：

首先记录当前节点的下一个节点 next；
将当前的节点 cur 指向空节点；
接着将 cur 的值与 x 进行比较：
- 如果小于 x，则更新到 small 节点中，主要如果此时的 sH 为空，需要利用氮当前节点初始化 sH，否则直接将 cur 加在 sH 后面并更新 sT = cur；
- 类似的对于 cur->val >= x 的情况，也有类似操作
最后更新 cur = next。

最后，遍历完毕原链表后，将两段链表拼接起来。

返回答案时，如果 sT == nullptr，说明 small 链表为空，直接返回 large 链表的头结点 eAndgH 即可；否则返回 small 链表的头结点。

代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* partition(ListNode* head, int x) {
        ListNode* sH = nullptr, * sT = nullptr;
        ListNode* eAndgH = nullptr, * eAndgT = nullptr;
        ListNode* next = nullptr;
        
        while(head != nullptr) {    // 使用 head 作为当前的节点
            next = head->next;
            head->next = nullptr;

            if(head->val < x) {
                if(sH == nullptr) {
                    sH = head;
                    sT = head;
                }else {
                    sT->next = head;
                    sT = head;
                }
            }
            else {
                if(eAndgH == nullptr) {
                    eAndgH = head;
                    eAndgT = head;
                }else {
                    eAndgT->next = head;
                    eAndgT = head;
                }
            }
            head = next;
        }

        // 重新链接
        if(sT != nullptr) {
            sT->next = eAndgH;
        }
        return sT == nullptr ? eAndgH : sH;
    }
};

复杂度分析

时间复杂度： $O (n)$ ， $n$ 为原链表的长度。

空间复杂度： $O (1)$ 。