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 {
    var val: Int
    var next: ListNode?

    init(_ val: Int, _ next: ListNode? = nil) {
        self.val = val
        self.next = next
    }
}

class Solution {
    private var left: ListNode?
    private var stop = false

    func reverseBetween(_ head: ListNode?, _ m: Int, _ n: Int) -> ListNode? {
        if head == nil { return nil }

        left = head
        var right = head
        stop = false

        recurseAndReverse(right, m, n)
        return head
    }

    private func recurseAndReverse(_ right: ListNode?, _ m: Int, _ n: Int) {
        if n == 1 { return }

        if let next = right?.next {
            recurseAndReverse(next, m - 1, n - 1)
        }

        if left === right || right?.next === left {
            stop = true
        }

        if !stop {
            let temp = left?.val
            left?.val = right?.val
            right?.val = temp

            left = left?.next
        }
    }
}
class ListNode {
    var val: Int
    var next: ListNode?

    init(_ val: Int, _ next: ListNode? = nil) {
        self.val = val
        self.next = next
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний