给定链表的成对交换元素的 C++ 程序

本篇文章介绍了如何使用C++编写一个成对交换给定链表元素的程序。该程序遵循以下规则：

1. 链表中的元素应成对出现，意味着链表中的元素个数应为偶数
2. 程序应在不使用额外空间的情况下完成该操作。
3. 程序应当使用 O(n) 时间复杂度完成链表操作

实现思路

程序应该通过遍历链表，并在遇到一对元素时将它们交换。这可以通过使用三个指针实现：

1. prevNode：在对每一对元素排序时，存储前面的节点
2. firstNode：存储应在一对交换时移动并调整指向的第一个节点。
3. secondNode：存储第二个节点

交换过程中 prevNode 的 next 指针应指向 secondNode， secondNode 的 next 指针应指向 firstNode， firstNode 的 next 指针应该指向 secondNode 后的第一个节点（链表中下一对的第一个节点）。

在第一次交换后，我们应该更新 prevNode 和 firstNode 以便下一次交换

代码实现

Node* swapPairs(Node* head){
    if (!head || !head->next){
        return head;
    }
    Node* dummyNode = new Node(0);
    dummyNode->next = head;
    Node* prevNode = dummyNode;
    while (head && head->next){
        Node* firstNode = head;
        Node* secondNode = head->next;
        prevNode->next = secondNode;
        firstNode->next = secondNode->next;
        secondNode->next = firstNode;
        prevNode = firstNode;
        head = firstNode->next;
    }
    return dummyNode->next;
}

代码中，我们首先检查 head 指针或者 head 的下一个节点是否为nullptr。如果是，那么链表只包含一个元素或者没有元素，无需排序，直接返回 head 即可。

然后我们创建一个虚拟的头节点 dummyNode 以便方便链表的操作。我们在这里也定义了一个变量 prevNode，它存储前一个节点，最初为 dummyNode。

最后我们遍历链表，并在遇到一对元素时将它们交换。 遍历过程中，我们按照上述规则对当前对的元素进行交换，更新指针，并更新 prevNode 和 head 以便进行下一次迭代。

总结

本文介绍了如何在不使用额外空间的情况下编写一个成对交换给定链表元素的程序，并且使用了三个指针来交换元素。这个算法的时间复杂度是 O(n), 空间复杂度为 O(1)。