【算法题解】7. 反转链表

news2024/9/23 9:32:57

文章目录

- 题目
- 解法一：迭代
- - 解题思路
  - 代码实现
  - 复杂度分析
- 解法二：递归
- - 解题思路
  - 代码实现
  - 复杂度分析

题目

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。来自：leetcode

解法一：迭代

解题思路

使用迭代的思路，循环遍历链表中的每一个节点，然后将当前节点 head 指向前一个节点 pre，pre 开始时默认为 null，因为链表中最后一个节点的 next 应该是 null。

以 head = [1,2,3,4,5] 为例，结果为 [5,4,3,2,1]。

先声明一个变量 pre = null 。
先将 head.next 指向 pre, 即节点1 指向 null 。然后将 pre 变为节点1，而 head 变为 节点2。
先将 head.next 指向 pre, 即节点2 指向 节点1 。然后将 pre 变为节点2，而 head 变为 节点3。
先将 head.next 指向 pre, 即节点3 指向 节点2 。然后将 pre 变为节点3，而 head 变为 节点4。
先将 head.next 指向 pre, 即节点4 指向 节点3 。然后将 pre 变为节点4，而 head 变为 节点5。
先将 head.next 指向 pre, 即节点5 指向 节点4 。然后将 pre 变为节点5，而 head 变为 null。
返回 pre 即为答案。

代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode pre = null;
        // 循环遍历链表中的每一个节点
        while(head != null){
            // 先找出下一个节点
            ListNode nextNode = head.next;

            // 将head节点指向前一个进行反转
            head.next = pre;

            // 将 pre 指向 head
            pre = head;

            // 将 head 指向下一个节点，
            head = nextNode;
        }
        return pre;
    }    
}

复杂度分析

时间复杂度 $O (n)$ : 需要循环每个节点，时间复杂度为节点个数 n。
空间复杂度 $O (1)$ 。

解法二：递归

解题思路

反转所有节点： 先反转第二个（next）到最后一个节点，然后将反转后的最后一个节点（其实就是第二个节点）指向第一个节点，即 next.next = head，然后 head.next = null （这一步必须有，不然就会形成环路）。

反转第二个到最后一个节点： 先反转第三个（next）到最后一个节点，然后将反转后的最后一个节点（其实就是第三个节点）指向第二个节点。

以此类推，直到最后一个节点，它没有 next 节点，那么它的反转就是它自己，直接返回。然后按照递归路径逐层返回。
反转链表动图图解

代码实现

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return head;
        }
        ListNode next  = head.next;
        ListNode reverseNode = reverseList(next);
        next.next = head;
        head.next = null;
        return reverseNode;
    }  
}