24. 两两交换链表中的节点

1. 题目描述

给定一个链表，两两交换其中相邻的节点，并返回交换后的链表。

你不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[2,1,4,3]

示例 2：

输入：head = []
输出：[]

示例 3：

输入：head = [1]
输出：[1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 100] 内

• 0 <= Node.val <= 100

  
  进阶：你能在不修改链表节点值的情况下解决这个问题吗?（也就是说，仅修改节点本身。）

  2. 解题思路

  对于这道题目，可以使用迭代和递归的方式：

（1）递归实现
在递归的过程中，其终止条件就是链表中没有节点了，或者链表中只有一个节点，不能再进行交换了。

对于链表中的两个节点，在两两交换之后，原来的链表头结点变成了第二个节点，原来的第二个节点就变成了新的头结点，其余节点的交换就可以通过递归来实现。

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点数量。需要对每个节点进行更新指针的操作。
• 空间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点数量。空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间。

（2）迭代实现**
对于迭代的方式，我们可以创建一个哑结点list，将这个节点指向题目给出的节点的头结点。初始化一个temp，用来保存这个哑结点，初始值为list，每次交换都交换temp后面的两个节点。

只有当temp节点之后有至少两个节点时，才能接续往后进行交换，否则结束交换。交换时，获取temp后面两个节点，更新节点的指针关系，来实现两个节点的交换。当两个节点交换完成之后，记得要更新temp节点为两两交换之后的第二个节点，即node1。

复杂度分析：

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是链表的节点数量。需要对每个节点进行更新指针的操作。
  

• 空间复杂度：O(1)，这里只需要初始化一个哑结点，所以占用的空间为常量。
  

  3. 代码实现

  递归实现：

  /**
  * Definition for singly-linked list.
  * function ListNode(val) {
  *     this.val = val;
  *     this.next = null;
  * }
  */
  /**
  * @param {ListNode} head
  * @return {ListNode}
  */
  var swapPairs = function(head) {
    if(!head || !head.next){
        return head
    }
    const newHead = head.next  // 获取第二个节点
    head.next = swapPairs(newHead.next) // 将其余的节点进行递归交换
    newHead.next = head  // 完成节点的交换
    return newHead
  };

  迭代实现：

  /**
  * Definition for singly-linked list.
  * function ListNode(val) {
  *     this.val = val;
  *     this.next = null;
  * }
  */
  /**
  * @param {ListNode} head
  * @return {ListNode}
  */
  var swapPairs = function(head) {
    if(!head || !head.next){
        return head
    }
    const list = new ListNode(0)
    list.next = head
    let temp = list
    while(temp.next && temp.next.next){
        const node1 = temp.next
        const node2 = temp.next.next
        // node1 和 node2 进行交换
        temp.next = node2
        node1.next = node2.next
        node2.next = node1
        // 更新temp节点
        temp = node1
    }
    return list.next
  };

  4. 提交结果

  递归实现：
  
  迭代实现：