(算法总结)单链表的就地逆置(leetcode 206)

本文介绍了一种实现单链表就地逆置的方法,采用头插法,通过四步操作实现逆置,该算法空间复杂度为O(1)。

单链表是大家非常熟悉的数据结构,单链表的就地逆置是面试算法中常考的问题。“就地”逆置就是要求算法不引入额外的存储空间,即算法的空间复杂度为O(1),换句话讲,算法要求我们只使用指针的移动和变换,来实现逆置的功能。我们这里使用一种典型的方法“头插法”。

先定义一个单链表的数据节点:

struct ListNode
{
	int val;
	ListNode *next;
	ListNode(int x): val(x), next(NULL) {}
};

头插法来逆置单链表,其实是四步操作,分别对应于下图中的(1)——(4):


这里使用临时头结点来简化算法

代码实现如下:

ListNode* inverse_list(ListNode* head) {
	ListNode tempNode(-1);		//	临时头结点
	ListNode* ptr = &tempNode;
	while (head) {
		ListNode* next = head->next;
		head->next = ptr->next;
		ptr->next = head;
		head = next;
	}
	return tempNode.next;
}
当然可以。在C语言中,你可以使用迭代的方式来实现单链表就地(也称为反转)。这种方法需要额外的空间存储节点,直接通过修改现有节点的指针来达到反转的效果。下面是一个简单的算法: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义链表节点结构 typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; // 就地链表函数 void reverseList(Node** head) { if (*head == NULL || (*head)->next == NULL) { return; // 如果链表为空或者只有一个元素,无需反转 } Node *prev = NULL, *current = *head, *nextTemp; while (current != NULL) { // 保存当前节点的下一个节点 nextTemp = current->next; // 更新当前节点的next指向前一个节点 current->next = prev; // 移动前驱、当前和后继指针 prev = current; current = nextTemp; } *head = prev; // 最后,原头节点变成了新的尾节点 } // 测试代码 int main() { // 创建示例链表 Node* list = (Node*)malloc(sizeof(Node)); list->data = 1; list->next = (Node*)malloc(sizeof(Node)); list->next->data = 2; list->next->next = (Node*)malloc(sizeof(Node)); list->next->next->data = 3; list->next->next->next = NULL; printf("Original List: "); Node* temp = list; while (temp != NULL) { printf("%d -> ", temp->data); temp = temp->next; } printf("NULL\n"); reverseList(&list); // 反转链表 printf("Reversed List: "); temp = list; while (temp != NULL) { printf("%d -> ", temp->data); temp = temp->next; } printf("NULL\n"); free(list); return 0; }
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