链表分组反转算法详解与Java实现

1. 题目解析与核心思路

这道题目要求我们以k个节点为一组翻转链表，如果剩余节点不足k个则保持原样。乍一看似乎很复杂，但如果我们拆解问题，会发现它其实是基础链表反转操作的进阶应用。

链表反转的核心操作可以类比为"掉头"动作。想象你正在指挥一队士兵行进，突然接到命令要求每k个人为一组向后转。你需要先数出k个人，然后让这k个人依次转身，最后再让整支队伍继续前进。这道题目的难点在于如何精确控制每一组的边界，并在反转后正确连接各组。

2. 解题步骤详解

2.1 准备工作：统计链表长度

在开始反转之前，我们需要知道链表的总长度，这样才能确定需要反转多少组。这个步骤很简单，只需要遍历整个链表并计数即可。

java复制int n = 0;
ListNode temp = head;
while (temp != null) {
    n++;
    temp = temp.next;
}

这个操作的时间复杂度是O(n)，空间复杂度是O(1)。虽然看起来有些多余，但它能帮助我们避免在后续处理中频繁检查边界条件。

2.2 设置哨兵节点

在处理链表问题时，使用哨兵节点(dummy node)是一个常用技巧。它可以简化边界条件的处理，特别是在头节点可能发生变化的情况下。

java复制ListNode dummy = new ListNode(0, head);
ListNode p0 = dummy;  // p0始终指向当前处理组的前一个节点

哨兵节点的值可以是任意值，因为它不会被实际使用。它的存在让我们可以统一处理所有节点，不需要为头节点单独写特殊逻辑。

2.3 分组反转的核心逻辑

这是整个算法最核心的部分。我们需要循环处理每一组k个节点，执行反转操作。关键点在于：

1. 每次反转k个节点
2. 正确连接反转后的子链表
3. 更新指针位置为下一组做准备

java复制while (n >= k) {
    ListNode pre = null;
    ListNode cur = p0.next;
    ListNode start = cur;  // 保存当前组的第一个节点
    
    // 反转k个节点
    for (int i = 0; i < k; i++) {