23.翻转链表

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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。

解法1 暴力解法

思路

因为是单向链表，所以只能一直往前走。

这样可以遍历整个链表缓存下来，然后再从后面开始遍历修改 next 指向。

代码

function reverseList(head: ListNode | null): ListNode | null {
    if (!head) {
        return null;
    }
    let cur = head;
    const nodeList = []; // 缓存链表
    while (cur) {
        nodeList.push(cur);
        cur = cur.next;
    }
    const n = nodeList.length - 1;
    for (let i = n; i >= 0; i --) {
        nodeList[i].next = i === 0 ? null : nodeList[i - 1];
    }
    return nodeList[n];
};

时空复杂度分析

时间复杂度：一层循环。虽然遍历了两遍，但依然是 O(n)

空间复杂度：使用了数组额外缓存整个链表所以是 O(n)

解法2 原地修改指针

思路

我们可不可以在一次遍历的过程中就修改指针呢？

首先如果修改当前 node 的 next 指向，那么肯定遍历不到 next 节点，所以在修改当前 node 的指针时，我们需要将 next 节点给保存下来，然后再将当前 node 指向之前的 next 节点。

其次修改完的链表最后应该是 null 节点。 最后就是修改指针的顺序很重要，需要先保存 cur.next 节点，然后就可以去修改 cur 的 next，指向上一次个节点 pre。然后移动 cur 和 pre 指针。

代码

function reverseList(head: ListNode | null): ListNode | null {
    if (!head) {
        return null;
    }
    let cur = head;
    let pre = null;

    while (cur) {
        let next = cur.next;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = next;
    }

    return pre;
};

时空复杂度

时间复杂度： 一次遍历 O(n)

空间复杂度：仅使用2个变量 O(1)

解法3 递归

思路

递归先思考终止条件：当前节点为空或没有下一个节点。

按照上图，终止条件为当前 head 为4，而递归回来的节点是 5，这时候需要修改 4 -> 5 为 5 -> 4。

所以 head.next（这是节点5）.next 修改为 head 自身，然后切断当前 4 -> 5 的指向。

最后返回递归回来的节点。

代码

function reverseList(head: ListNode | null): ListNode | null {
    if (!head || !head.next) {
        return head;
    }
    const newHead = reverseList(head.next);
    head.next.next = head; // 将当前节点的下一个节点指向当前节点
    head.next = null; // 断开原有指针
    return newHead;
};

时空复杂度

时间复杂度：O(n)

空间复杂度：O(n)，主要是递归调用栈空间消耗