day25 JZ24 反转链表(Java)

题目来源： JZ24 反转链表

题目描述：

• 描述: 给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1)，长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。 数据范围: 0≤n≤1000
• 要求： 空间复杂度 O(1)，时间复杂度 O(n)
  • 如当输入链表{1,2,3}时，经反转后，原链表变为{3,2,1}，所以对应的输出为{3,2,1}。以上转换过程如下图所示：
    • 

示例1:
输入：{1,2,3}
返回值：{3,2,1}

示例2:
输入：{}
输出：{}
说明：空链表则输出空    

思路1:数组

• 1.循环遍历，将链表中的元素存储到list中
• 2.反向输出list

具体实现1：

/*
public class ListNode {
    int val;
    ListNode next = null;

    ListNode(int val) {
        this.val = val;
    }
}*/
import java.util.*;
public class Solution {
    public ListNode ReverseList(ListNode head) {

        if(head == null){
            return null;
        }
        
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

        while(head!=null){
            list.add(head.val);
            head = head.next;
        }

        ListNode newHead = new ListNode(list.get(list.size()-1));
        ListNode cur = newHead;
        for(int i=list.size()-2;i>=0;i--){
            cur.next = new ListNode(list.get(i));
            cur = cur.next;
        }

        return newHead;
    }
}

• 复杂度分析:
  • 时间复杂度O(n)：遍历链表
  • 空间复杂度O(n)：额外存储数组占用空间
• 问题:
  • 空间复杂度不满足题意(但是在牛客提交是没问题的)

思路2:迭代

• 如何理解反转链表,其实就是使得每个元素指向后的指针变成指向前,而想要达到这个目的,我们可以通过遍历链表,将遇到的节点的指针逆向即可.
• 如何将指针逆向,其实就是断开节点向后的指针,改成向前就可以了(发现又绕回来了,其实就是一个意思,很好理解的)
  • cur.next = pre
• 具体做法:
  • 1.对于空链表,进行优先处理,因为空链表时无需进行反转的
  • 2.使用双指针,一个是当前结点的指针,另一个是前面结点的指针
  • 3.遍历整个链表的时候,达到每个节点时,进行的操作是:断开当前结点与后面结点的指针,并使用一个临时量对后面的结点进行记录,然后当前结点指向前面的结点,这就完成了指针的逆转
  • 4.然后再将双指针进行移动,对下一个节点进行3的操作
• 图示:
  • 

具体实现1：

public class Solution {
    public ListNode ReverseList(ListNode head) {
        //处理空链表
        if(head == null) 
            return null;
        ListNode cur = head;
        ListNode pre = null;
        while(cur != null){
            //断开链表，要记录后续一个
            ListNode temp = cur.next; 
            //当前的next指向前一个
            cur.next = pre; 
            //前一个更新为当前
            pre = cur; 
            //当前更新为刚刚记录的后一个
            cur = temp; 
        }
        return pre;
    }
}

• 复杂度分析:
  • 时间复杂度O(n)：遍历链表
  • 空间复杂度O(1)：常数级变量，无额外辅助空间使用

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