用于重新排列链接列表的Python程序

本程序用于重新排列一个单向链表，使得其中的偶数位节点和奇数位节点都在一起，且顺序不变。例如，对于链表：

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> 7 -> 8

程序的输出应为:

1 -> 3 -> 5 -> 7 -> 2 -> 4 -> 6 -> 8

前置条件

本程序运行需要以下前置条件：

• Python 3.x
• 单向链表数据结构，例如:

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

算法原理

本程序采用了迭代法实现。遍历链表，将所有偶数位节点按顺序插入到奇数位节点之后即可。

具体实现步骤如下：

1. 处理特殊情况：如果链表为空或只有一个节点，则直接返回。
2. 初始化奇数位节点指针 odd 和偶数位节点指针 even 分别指向链表的头节点和第二个节点。
3. 初始化偶数位节点的头节点 even_head，以便最后将偶数位节点插入到奇数位节点后面。
4. 遍历链表，将所有偶数位节点尾插到偶数位节点的头节点 even_head 后面。
5. 最后将偶数位节点的头节点 even_head 插入到奇数位节点的后面即可。

注意：在进行节点的插入操作时，需要同时更新节点指针。

代码实现

以下是用于重新排列链接列表的Python程序的代码实现：

def oddEvenList(head: ListNode) -> ListNode:
    if not head or not head.next:
        return head

    odd = head  # 奇数位节点指针
    even = head.next  # 偶数位节点指针
    even_head = even  # 偶数位节点头指针

    while even and even.next:
        odd.next = even.next
        odd = odd.next

        even.next = odd.next
        even = even.next

    odd.next = even_head
    return head

性能分析

时间复杂度：O(n)。遍历一次链表即可。

空间复杂度：O(1)。除了常量级的辅助变量外，没有额外使用其它空间。

使用方法

以下是一个使用示例：

# 创建链表示例
head = ListNode(1)
head.next = ListNode(2)
head.next.next = ListNode(3)
head.next.next.next = ListNode(4)
head.next.next.next.next = ListNode(5)
head.next.next.next.next.next = ListNode(6)
head.next.next.next.next.next.next = ListNode(7)
head.next.next.next.next.next.next.next = ListNode(8)

# 重排链表
new_head = oddEvenList(head)

# 输出重排后的链表
while new_head:
    print(new_head.val, end=' -> ')
    new_head = new_head.next
print("None")

输出结果为：

1 -> 3 -> 5 -> 7 -> 2 -> 4 -> 6 -> 8 -> None

总结

本程序实现了一个用于重新排列链接列表的Python程序，具有较高的时间和空间效率。该程序的使用方法简单，可供开发者和研究者参考借鉴。