Swift - LeetCode - 反转链表

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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。

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:[]

方法一:迭代

思路及解法

假设链表为 1231 \rightarrow 2 \rightarrow 3 \rightarrow \varnothing,我们想要把它改成 123\varnothing \leftarrow 1 \leftarrow 2 \leftarrow 3

在遍历链表时,将当前节点的 next\textit{next} 指针改为指向前一个节点。由于节点没有引用其前一个节点,因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前,还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用。

代码

class Solution {
    func reverseList(_ head: ListNode?) -> ListNode? {
        var prev: ListNode? = nil
        var curr: ListNode? = head
        while nil != curr {
            let next: ListNode? = curr?.next
            curr?.next = prev
            prev = curr
            curr = next
        }
        return prev
    }
}
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复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n)O(n),其中 nn 是链表的长度。需要遍历链表一次。

  • 空间复杂度:O(1)O(1)

方法二:递归

思路及解法

递归版本稍微复杂一些,其关键在于反向工作。假设链表的其余部分已经被反转,现在应该如何反转它前面的部分?

假设链表为:

n1nk1nknk+1nmn_1→…→n_{k−1}→n_k→n_{k+1}→…→n_m→\varnothing

若从节点 nk+1n_{k+1}nmn_m已经被反转,而我们正处于 nkn_k

n1nk1nknk+1nmn_1→…→n_{k−1}→n_k→n_{k+1}←…←n_m

我们希望 nk+1n_{k+1}的下一个节点指向 nkn_k

所以,nk.next.next=nkn_k.\textit{next}.\textit{next} = n_k

需要注意的是 n1n_1的下一个节点必须指向 \varnothing。如果忽略了这一点,链表中可能会产生环。

代码

class Solution {
    func reverseList(_ head: ListNode?) -> ListNode? {
        if nil == head || nil == head?.next {
            return head
        }
        var newHead: ListNode? = reverseList(head?.next)
        head?.next?.next = head
        head?.next = nil
        return newHead
    }
}
复制代码

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(n)O(n),其中 nn 是链表的长度。需要对链表的每个节点进行反转操作。

  • 空间复杂度:O(n)O(n),其中 nn 是链表的长度。空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间,最多为 nn 层。

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