leetcode每日一题系列——反转链表

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题目描述

定义一个函数,输入一个链表的头节点,反转该链表并输出反转后链表的头节点。

示例:

输入:  1->2->3->4->5->NULL
输出:  5->4->3->2->1->NULL

限制:

0 <= 节点个数 <= 5000

题解

利用外部空间

先申请一个动态扩容的数组或者容器,比如 ArrayList这样的,
然后不断遍历链表,将链表中的元素添加到这个容器中。
再利用容器自身的 API,反转整个容器,这样就达到反转的效果了。
最后同时遍历容器和链表,将链表的值改为容器的值。
因为此时容器的值为 5 4 3 2 1
链表按照这个顺序重新被设置一遍,就达到要求了。

空间复杂度

O(N)

双指针法

算法思想

我们申请两个指针,一个指针叫 pre,最初指向 NULL。
第二个指针 cur 指向 head,然后不断遍历 cur
每次迭代 cur,都将 cur 的 next 指向 pre,然后 pre 和 cur前进一位。
都迭代完了(cur 变成 null 了),pre 就是最后一个节点了。

代码

class Solution {
	public ListNode reverseList(ListNode head) {
		//申请节点,pre和 cur,pre指向null
		ListNode pre = null;
		ListNode cur = head;
		ListNode tmp = null;
		while(cur!=null) {
			//记录当前节点的下一个节点
			tmp = cur.next;
			//然后将当前节点指向pre
			cur.next = pre;
			//pre和cur节点都前进一位
			pre = cur;
			cur = tmp;
		}
		return pre;
	}
}

个人理解

从头遍历链表,修改每个节点的 next 指向的值。
那么一个节点的新的 next 值是什么呢,是它的前一个节点,那么我们把它保存起来即可,用的时候再取出来该值,所以我们定义了 pre 节点。
那么我们应该什么时候给当前节点的 next 节点赋值呢?
我们不能直接执行下面的代码 head.next = pre;,这样是不可以的,形成闭环了。
所以我们有个临时变量 tmp,用来存储当前节点的 next 的值,首先将 head.next 值取出来,然后将 head.next 赋值为 pre,再将 tmp 值赋值给 head,这样我们就下一层循环了。最终获取最后一个节点,就是反转链表的第一个节点,那能否通过 head 节点获取这最后一集个节点呢,因为我们的 head 节点是最后一个节点的 next 值,为 null,所以我们取 head.pre 的值就可以了。

上面的代码用 cur 来代替 head

递归法

算法思想

递归的两个条件:

  1. 终止条件是当前节点或者下一个节点==null
  2. 在函数内部,改变节点的指向,也就是 head 的下一个节点指向 head 递归函数那句
head.next.next = head

代码

class Solution {
	public ListNode reverseList(ListNode head) {
		//递归终止条件是当前为空,或者下一个节点为空
		if(head==null || head.next==null) {
			return head;
		}
		//这里的cur就是最后一个节点
		ListNode cur = reverseList(head.next);
		//如果链表是 1->2->3->4->5,那么此时的cur就是5
		//而head是4,head的下一个是5,下下一个是空
		//所以head.next.next 就是5->4
		head.next.next = head;
		//防止链表循环,需要将head.next设置为空
		head.next = null;
		//每层递归函数都返回cur,也就是最后一个节点
		return cur;
	}
}

个人理解

终止条件为什么有两个?

分别对应着两种情况:

  1. 链表为空,需要判断 head==null
  2. 正常链表,需要判断 head.next==null

head.next.next = head 怎么理解?

head.next 是当前节点的下一个节点,这个节点的 next 值就是反过来嘛,就是 head

head.next = null 是什么意思?

为了防止闭环。

为什么会返回 cur?
因为 cur 是最后一层递归返回的值,也就是最后一个节点,也是反转链表的第一个节点,所以我们返回这个节点即可。

题目出处

作者:wang_ni_ma
链接:leetcode-cn.com/problems/fa… 来源:力扣(LeetCode)