反转链表(Reverse Linked List)

本文介绍了如何使用迭代和递归两种方法来反转单链表。在迭代法中,通过定义三个辅助变量cur、pre和next,逐个交换节点的前后继关系,最终返回新的头节点。在递归法中,当头节点为空或为最后一个节点时返回头节点,否则递归反转后继节点,并调整头节点与其后继节点的连接。这两种方法都有效地实现了链表的反转操作。

反转一个单链表:
输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

public class ListNode {
	int val;
	ListNode next;
	ListNode(int x) {
		val = x;
	}
}

一、 迭代法

注意观察示例:1->2->3->4->5->NULL 的反转可以看成:NULL<-1<-2<-3<-4<-5。

会发现链表的反转基本上就是箭头的方向的反转,即节点前驱和后继互换角色。定义三个变量 cur,pre 和 next 分别表示当前节点,以及其前驱后继。cur 初始化为 head,其他初始化为 NULL。

从头节点 1 开始遍历,1 的 next 和 pre 原来分别是2和 NULL(初始值)互换后1的 next 和 pre 变成 NULL 和 2,依次这样遍历下去。

注意最后应该返回 pre,不是 cur。遍历结束后 cur 的值是 NULL。
代码如下:

public ListNode reverseList(ListNode head){
	ListNode pre = null, cur = head, next = null;
	while(cur != null){
		next = cur.next;
		cur.next = pre;
		pre = cur;
		cur = next;
	}
	return pre;
}

二、递归法

递归法和迭代法思路是一样的。
代码如下:

public ListNode reverseList(ListNode head){
   if(head == null || head.next == null){
       return head;
   }
   ListNode n = reverseList(head.next);
       head.next.next = head;
       head.next = null;
       return n;
}

只是注意两个地方:
如果 head 是空或者遍历到最后节点的时候,应该返回 head。
代码 5,6 行。节点替换的时候不要用 n 来代替 head->next。因为对于递归来说它们不是等价的。但是 head->next->next 等价于 n->next。

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ERROR -1 #define OK 1 //定义单链表 typedef char ElemType; typedef struct LNode // 结点类型定义 { ElemType data; struct LNode * next; }LNode, *LinkList;//LinkList为结构指针类型 //定义关于单链表的若干操作 //初始化--建空表 void InitList(LinkList *L) { *L = (LinkList)malloc(sizeof(LNode)); (*L)->next=NULL; } //尾插法建表 void create_tail(LinkList *L, int n) { LNode *p, *last; int i; last=(*L); for(i=1; i<=n; i++) { p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //产生一个新结点 fflush(stdin); //清空内存 scanf("%c", &p->data); //往新结点的数据域中存入元素 last->next=p; //将新结点接在最后一个结点的后面 last=p; //新结点成为最后一个结点 } last->next=NULL; } //求单链表的长度 int ListLength(LinkList L) { LNode *p; int length; p=L->next; //p指针指向第一个元素所在的结点 length=0; //用来存放单链表的长度 while( p!=NULL ) //结点存在 { p=p->next; //p指针向后移 length++; //个数增加1个 } return length; } //求特定元素的个数 int Count(LinkList L, ElemType x) { LNode *p; int length; p=L->next; //p指针指向第一个元素所在的结点 length=0; //用来计算特定元素的个数 while( p ) //结点存在 { if( p->data ==x) //如果找到特定元素,则个数加1 length ++; p=p->next; //p指针向后移 } return length; } //在第i个元素前插入 int ListInsert_L(LinkList *L, int i, ElemType e) { LNode *p, *s; int j; p=(*L); j=0; while( p &&j<i-1) //如果当前结点存在,且移动次数未达到所需次数(找第i-1个结点) { p=p->next; j++; } if(!p || j>i-1) return ERROR; s=(LNode *)malloc(sizeof(LNode)); //产生一新结点 s->data=e; //往新结点中存入元素 s->next=p->next; p->next=s; //新结点接在p结点之后 return OK; } //删除第i个元素 int ListDelete_L(LinkList *L, int i, ElemType *e) { LNode *p,*q; int j; p=(*L); j=0; while(p->next && j<i-1)//(找第i-1个元素)如果当前结点的下一个结点存在,且移动次数未达到所需次数 { p=p->next; j++; } if(!p->next || j>i-1) return ERROR; q=p->next; p->next=q->next; *e=q->data; free(q); //释放要删除的结点 return OK; } void reverse(LinkList *L) { LNode *p,*q,*r; p=(*L)->next; q=p->next; r=q->next; p->next=NULL; while(q!=NULL) { q->next=p; (*L)->next=q; p=q; q=r; if(r!=NULL) r=q->next; else break; } } void main() { LinkList list1; InitList(&list1); create_tail(&list1, 5); LNode *p; for(p=list1->next; p; p=p->next ) printf("%c ",p->data ); printf("\n"); /* printf("\n========================================\n"); printf("\n单链表的长度:%d\n", ListLength(list1)); printf("\n========================================\n"); printf("单链表中元素c的个数:%d\n", Count(list1, 'c')); printf("\n========================================\n"); ListInsert_L(&list1, 3, 'g'); printf("在第3个元素前插入元素g后,单链表中的元素有:\n"); for(p=list1->next; p; p=p->next ) printf("%c ",p->data ); printf("\n"); printf("\n========================================\n"); ElemType e; ListDelete_L(&list1,4, &e); printf("删除第4个元素后,单链表中的元素有:\n"); for(p=list1->next; p; p=p->next ) printf("%c ",p->data ); printf("\n"); printf("删除掉的元素是:%c\n",e); */ reverse(&list1); for(p=list1->next; p; p=p->next ) printf("%c ",p->data ); }
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