Задача: 92. Reverse Linked List II
Сложность: medium

Дан указатель на начало односвязного списка и два целых числа left и right, где left <= right. Необходимо перевернуть узлы списка, начиная с позиции left и заканчивая позицией right, и вернуть измененный список.

Пример:

Input: head = [1,2,3,4,5], left = 2, right = 4
Output: [1,4,3,2,5]

👨‍💻 Алгоритм:

1⃣Определяем рекурсивную функцию, которая будет отвечать за переворачивание части односвязного списка. Назовем эту функцию recurse. Функция принимает три параметра: m, начальную точку переворота, n, конечную точку переворота, и указатель right, который начинается с узла n в связанном списке и движется назад вместе с откатом рекурсии. Если это пока не ясно, следующие диаграммы помогут.

2⃣Также у нас есть указатель left, который начинается с узла m в связанном списке и движется вперед. В Python мы должны использовать глобальную переменную для этого, которая изменяется с каждым вызовом рекурсии. В других языках, где изменения, сделанные в вызовах функций, сохраняются, мы можем рассматривать этот указатель как дополнительную переменную для функции recurse.
В рекурсивном вызове, учитывая m, n и right, мы проверяем, равно ли n единице. Если это так, дальше двигаться не нужно.

3⃣До тех пор, пока мы не достигнем n = 1, мы продолжаем двигать указатель right на один шаг вперед, после чего делаем рекурсивный вызов с уменьшенным на один значением n. В то же время мы продолжаем двигать указатель left вперед до тех пор, пока m не станет равным 1. Когда мы говорим, что указатель движется вперед, мы имеем в виду pointer.next.
Таким образом, мы откатываемся, как только n достигает 1. В этот момент указатель right находится на последнем узле подсписка, который мы хотим перевернуть, и left уже достиг первого узла этого подсписка. Тогда мы меняем данные и перемещаем указатель left на один шаг вперед с помощью left = left.next. Нам нужно, чтобы это изменение сохранялось в процессе отката.
Оттуда при каждом откате указатель right движется на один шаг назад. Это и есть та симуляция, о которой мы всё время говорили. Обратное движение симулируется откатом.
Мы прекращаем обмены, когда right == left, что происходит, если размер подсписка нечетный, или right.next == left, что происходит в процессе отката для четного подсписка, когда указатель right пересекает left. Мы используем глобальный булевый флаг для остановки обменов, как только эти условия выполнены.

😎 Решение:

class ListNode {
    public $val = 0;
    public $next = null;

    public function __construct($val = 0, $next = null) {
        $this->val = $val;
        $this->next = $next;
    }
}

class Solution {
    private $left;
    private $stop = false;

    public function reverseBetween($head, $m, $n) {
        if ($head === null) {
            return null;
        }

        $this->left = $head;
        $right = $head;
        $this->stop = false;

        $this->recurseAndReverse($right, $m, $n);
        return $head;
    }

    private function recurseAndReverse($right, $m, $n) {
        if ($n == 1) {
            return;
        }

        $right = $right->next;

        if ($m > 1) {
            $this->left = $this->left->next;
        }

        $this->recurseAndReverse($right, $m - 1, $n - 1);

        if ($this->left === $right || ($right->next === $this->left)) {
            $this->stop = true;
        }

        if (!$this->stop) {
            $temp = $this->left->val;
            $this->left->val = $right->val;
            $right->val = $temp;

            $this->left = $this->left->next;
        }
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний