反转链表.

news2024/11/26 14:47:40

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。

示例 1:

输入:head = [1,2,3,4,5]
输出:[5,4,3,2,1]

示例 2:

输入:head = [1,2]
输出:[2,1]

示例 3:

输入:head = []
输出:[]

提示:

  • 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
  • -5000 <= Node.val <= 5000

迭代法:

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode *cur = head;
        ListNode *pre = nullptr;
        while(cur){
            ListNode* nextNode = cur->next;  // 暂存当前节点的下一个节点
            cur->next = pre;                // 反转当前节点的指针
            pre = cur;                      // 移动 prev 指针到当前节点
            cur = nextNode;                  // 移动 curr 指针到下一个节点
        }
        return pre;
    }
};
初始状态
  • cur 指针初始化为链表的头节点,表示当前正在处理的节点。
  • pre 指针初始化为 nullptr,表示前一个节点,在反转过程中将用来链接当前节点。

示例:

链表 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5

初始状态:

head 指向 1,链表为 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> nullptr

cur = head 指向 1

pre = nullptr

第一轮循环:

nextNode = cur->next 指向 2

cur->next = pre 使 1->next 指向 nullptr

pre 变为 1

cur 变为 nextNode2

链表状态: 1 -> nullptrpre指向反转后的部分)

第二轮循环:

nextNode = cur->next 指向 3

cur->next = pre 使 2->next 指向 1

pre 变为 2

cur 变为 nextNode3

链表状态: 2 -> 1 -> nullptr

第三轮循环:

nextNode = cur->next 指向 4

cur->next = pre 使 3->next 指向 2

pre 变为 3

cur 变为 nextNode4

链表状态: 3 -> 2 -> 1 -> nullptr

第四轮循环:

nextNode = cur->next 指向 5

cur->next = pre 使 4->next 指向 3

pre 变为 4

cur 变为 nextNode5

链表状态: 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> nullptr

第五轮循环:

nextNode = cur->next 指向 nullptr

cur->next = pre 使 5->next 指向 4

pre 变为 5

cur 变为 nextNodenullptr

链表状态: 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> nullptr

完成反转

cur 变为 nullptr 时,循环结束。

返回 pre,它指向反转后的链表头节点(5)。

递归法:

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if (head == nullptr || head->next == nullptr) return head;
        ListNode* newHead = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = nullptr;
        return newHead;
    }
};

if (head == nullptr || head->next == nullptr):

当链表为空或仅有一个节点时,直接返回 head

实例:

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL

  1. 第一次调用
    • head 指向节点 1
    • 调用 reverseList(head->next),即递归进入 head = 2 的情况。
  2. 第二次调用
    • head 指向节点 2
    • 再次调用 reverseList(head->next),进入 head = 3 的情况。
  3. 继续递归调用
    • 继续类似步骤,递归进入 head = 3head = 4head = 5 的情况。
  4. 最后一次调用(终止条件)
    • head 指向节点 5,而 head->nextnullptr
    • 根据终止条件,直接返回节点 5 作为新的头节点 newHead

递归回溯阶段(反转指针)

  1. 回溯到 head = 4

    • newHead 仍然是节点 5
    • head->next->next = head,即 5->next = 4,链表变成 5 -> 4 -> NULL
    • head->next = nullptr,断开 4 -> 5 的原指针。
  2. 回溯到 head = 3

    • head->next->next = head,即 4->next = 3,链表变成 5 -> 4 -> 3 -> NULL
    • head->next = nullptr,断开 3 -> 4 的原指针。
  3. 回溯到 head = 2

    • head->next->next = head,即 3->next = 2,链表变成 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> NULL
    • head->next = nullptr,断开 2 -> 3 的原指针。
  4. 回溯到 head = 1

    • head->next->next = head,即 2->next = 1,链表变成 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> NULL
    • head->next = nullptr,断开 1 -> 2 的原指针。

最终返回 newHead,即节点 5,完成整个链表的反转。

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