题目解析

反转链表，就是将链表中每一个节点的 next 引用指向其前驱节点。链表默认自带一个引用，这个引用指向了头节点，记为 n1。首先尝试将 n1 的 next 引用进行反转：

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可以发现，① 的 next 引用指向了空，由于 ① 切断了指向 ② 的引用，导致 n1 无法移动到 ② 和 ③，此时可以再引入一个引用，记为 n2，n2 指向 ②：

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对 ② 进行反转：

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这时候 ③ 丢失了，是否可以复用现有的引用来访问到 ③ 呢，答案是不行的。 ② 的前驱节点需要通过 n1 来访问，此时需再引入一个新的引用 n3，来指向 ③：

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对 ③ 进行反转：

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这时候三节点链表就完成了反转，题目到这是否就分析结束了呢？再引入一个节点 ④，如图：

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不难发现，④ 节点又丢失了。再思考，能否复用现有引用，来访问到 ④，光从上图的结果来看，是不行的，一旦一个节点完成了反转，其后继节点就丢失了，除非创建与链表节点数量一致的引用，每一个引用指向其中一个节点，然后按上述方式对每个节点完成反转。这种方式显然不够优雅，那能否在反转下一个节点之前，先将引用后移，再反转呢？

接下来我们尝试边反转，边移动引用。通过上述分析，反转链表至少要 3 个引用，可以得出移动的时机是在反转 ③ 的时候，我们在反转 ③ 之前，先后移引用，保证不丢失 ④：

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然后反转 ③：

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我们需要指定一个引用，专门用来反转节点 next 指向。显然指定中间引用 n2 是合适的，n1 指向着 n2 的前驱节点，n3 指向着 n2 的后继节点，这样可以既完成反转，又不会丢失后续的节点。因此，我们在反转 ③ 之后，继续后移引用，使得 n2 指向 ④，完成对 ④ 的反转：

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这里将移动和反转做了合并，可以看到，现在整个链表已经完成了反转。

代码实现

现在，我们只需将上述的分析结果翻译成代码即可。经过分析可知，反转链表一共需要三个引用，为了清晰直观，依次记为 prev、node、next，node 用于反转节点 next 指针。每当完成一次反转，三个引用便整体向后移动一个节点。代码实现如下：

public static Node reverse(Node node) {
	if (node == null || node.next == null) {
		return node;
	}
	
	Node prev = null;
	Node next = node.next;
	
	//next 指向空时，只需再进行最后一次反转
	while (next != null) {
		
		//反转节点
		node.next = prev;
		
		//引用后移
		prev = node;
		node = next;
		next = next.next;
	
	}

	//反转最后一个节点
	node.next = prev;
	
	//返回反转后的链表头引用
	return node;
}

需要注意的是，当 next 引用指向空时，末尾最后一个节点还未反转，所以在循环外要再反转一次。

另外，这里必须将处理好的 node 引用在方法中返回出去，通过拿方法的返回值来获取反转后的链表。如果仍然使用传入的 node，会发现 node 只剩下一个节点。有如下测试代码：

//定义链表：1 -> 2 -> 3
Node node = new Node(1);
node.next = new Node(2);
node.next.next = new Node(3);

System.out.println("原始链表：");
show(node);

//反转链表
Node rNode = reverse(node);

System.out.println("反转后：");
show(node);
show(rNode);

结果如下：

原始链表：
[Node{num=1, next=2}, Node{num=2, next=3}, Node{num=3, next=}]
反转后：
[Node{num=1, next=}]
[Node{num=3, next=2}, Node{num=2, next=1}, Node{num=1, next=}]

这是因为在 Java 中传递的是值，而不是引用。反转后的图例如下：

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在传递 node 时，是将 node 保存的内存地址复制了一份，传给了方法参数 node，方法中对 node 的移动，不会影响方法外的 node。

反转链表至此完成，在解决链表相关问题时，要时刻注意不能丢失节点，在修改节点 next 或者 prev 指针时，都要保证仍能访问到其他节点，如果发现无法复用现有引用，可以尝试新增引用。保证了这一点之后，剩下的就是按题目要求实现即可。

数据结构与算法之【反转链表】详解

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代码实现