从尾到头打印链表

从尾到头打印链表

描述

输入一个链表,按链表从尾到头的顺序返回一个ArrayList。

示例1

输入:

{67,0,24,58}

返回值:

[58,24,0,67]

这是一道对单链表遍历的入门算法题。但是,我将运用三种方法来解决此题。从而达到学一题等于学三题的目的。
题目难度:一星
考察点:单链表,递归,反转链表


题解


方法一:使用std::reverse()函数

看到题目的第一反应,无非是将单链表遍历一下,(然后思索了几秒,单链表遍历,如何写呢)

while (head) {
    head = head->next;
}

就是这么简单,然后对于此题呢,无非就是遍历的过程中,将结点的值加入到vector中(于是又暗地偷笑,真简单)

vector<int> printListFromTailToHead(ListNode* head) {
    vector<int> ret;
    while (head) {
        ret.push_back(head->val);
        head = head->next;
    }       
    return ret;
}

然后一提交,很不幸,显示wrong,思考了一下,发现忘记反转了,于是又想到了std::reverse()函数

vector<int> printListFromTailToHead(ListNode* head) {
    vector<int> ret;
    while (head) {
        ret.push_back(head->val);
        head = head->next;
    }        
    std::reverse(ret.begin(), ret.end());
    return ret;
}

于是,双手一拍,大公告成,so easy!


方法二:递归版本

于是,不甘心只用一种方法写成,于是又在思考着,如果面试官让我写出递归版本,该怎么写呢?
想到之前学习到二叉树的三种递归遍历算法,好像可以拿来用用。

void dfs (TreeNode* root) {
    if (!root) return;
    dfs(root->left);
    dfs(root->right);
    // 处理头结点
}

上面那个就是后续遍历,经研究,可以借鉴,无非二叉树有2个指针,单链表有1个指针,改一下嘛。

vector<int> printListFromTailToHead(ListNode* head) {
    vetor<int> ret;
    if (!head)
        return ret;
    ret = printListFromTailToHead(head->next);
    ret.push_back(head->val);
    return ret;
}

ok! 大功告成!


方法三:反转链表

然后又在想,面试官是不是想考察我反转链表的能力,就算不是,如果我写出了,面试官会不会很惊讶呢?
首先准备一个pre结点初始指向nullptr,表示正在反转结点的前一个结点,再准备一个cur,表示当前正在反转的结点,cur初始化为head。
最后在准备一个temp,表示还未反转的第一个结点。
于是撸起袖子,开工!

vector<int> printListFromTailToHead(ListNode* head) {
    ListNode* pre = nullptr;
    ListNode* cur = head;
    ListNode temp = cur;
    while (cur) {
        temp = cur->next; //需要现保存一下,不然断开了就找不到了
        cur->next = pre;
        pre = cur; // pre 和 cur分别向右边平移
        cur = temp;
    }
    vector<int> ret;
    while (pre) {
        ret.push_back(pre->val);
        pre = pre->next;
    }
    return ret;
}

又思考了一下,我记得之前前辈说解题一定要对临界条件进行判断,一般来说就是,题目给的单链表为空,我有没有考虑呢?
表面上,好像没有考虑。实际上,都是有考虑的哦!如果head为空,循环都不会执行。

<think>嗯,用户想了解如何在C++中实现从到头打印链表,而且不使用虚拟头结点,同时还要给主函数添加注释。首先,我需要回顾一下单链表的基本结构和遍历方法。通常,单链表的遍历是从头节点开始,逐个访问直到末。但这里要求逆序打印,也就是说需要先处理后面的节点,再处理前面的节点。这让我想到两种常见的方法:递归和栈。因为这两种方式都能利用后进先出的特性来实现逆序。 用户提到不使用虚拟头节点,这意味着不需要额外的头节点来辅助操作,直接处理原始链表即可。对于递归方法,思路应该是递归到链表,然后逐层返回时输出节点的值。这样自然就形成了逆序。但是需要注意递归的终止条件,即当前节点为空时返回,否则先递归调用下一个节点,再输出当前节点的数据。这种方法代码简洁,但链表过长时可能导致栈溢出,这是一个潜在的缺点。 另一种方法是使用栈。栈的先进后出特性正好符合逆序的需求。遍历链表,将每个节点依次入栈,遍历完成后,依次出栈并输出节点值。这种方法需要额外的栈空间,但避免了递归的栈溢出问题,适合较长的链表。 接下来需要为主函数添加注释。主函数应该包括创建链表、调用逆序打印函数。创建链表可以通过循环添加节点来实现,比如用户输入一组数字,逐个插入链表。然后调用递归或栈的方法进行逆序打印。注释需要说明每一步的操作,比如创建节点、链接节点、调用函数等。 还需要考虑代码的正确性。比如,在递归方法中,递归调用必须在输出之前,否则会变成正序打印。栈的实现中,确保所有节点都被正确压入栈中,然后按顺序弹出。同时,内存管理方面,如果链表是动态分配的,应该在主函数结束时释放内存,但用户可能没有提到这一点,可能需要补充说明或者假设链表由用户自行管理。 参考站内的引用中,引用[3]提到了递归实现二叉树中序遍历,这和递归打印链表有相似之处,都是利用递归的回溯过程来处理节点。引用[1]关于右值引用的内容可能不直接相关,但需要注意在C++代码中正确使用引用和指针。 最后,用户需要主函数的注释,所以代码中应该详细说明每一步的作用,比如如何构建链表,如何调用逆序函数,参数的意义等。同时,示例代码需要符合C++语法,比如使用结构体定义节点,正确处理指针等。</think>### C++实现单链表逆序打印(不使用虚拟头结点) 以下使用递归和栈两种方式实现,包含完整的主函数实现与注释: ```cpp #include <iostream> #include <stack> using namespace std; // 链表节点结构体 struct ListNode { int val; ListNode* next; ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {} }; // 递归方式实现(时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)) void reversePrintRecursive(ListNode* node) { if (!node) return; // 递归终止条件 reversePrintRecursive(node->next); // 先递归到链表 cout << node->val << " "; // 回溯时输出 } // 栈方式实现(时间复杂度O(n),空间复杂度O(n)) void reversePrintStack(ListNode* head) { stack<ListNode*> st; while (head) { // 将所有节点压入栈 st.push(head); head = head->next; } while (!st.empty()) { // 依次弹出栈顶元素 cout << st.top()->val << " "; st.pop(); } } int main() { // 创建示例链表 1->2->3->4->5 ListNode* head = new ListNode(1); // 头节点 ListNode* cur = head; // 当前指针 for (int i = 2; i <= 5; ++i) { // 循环添加后续节点 cur->next = new ListNode(i); cur = cur->next; } cout << "递归方式输出:"; reversePrintRecursive(head); // 调用递归方法 cout << "\n栈方式输出:"; reversePrintStack(head); // 调用栈方法 // 内存释放(实际开发中需要) while (head) { ListNode* temp = head; head = head->next; delete temp; } return 0; } ``` ### 关键实现说明 1. **递归方法**:利用函数调用栈实现逆序,递归到链表末端后回溯时输出数据[^3] 2. **栈方法**:显式使用栈存储节点,通过先进后出特性实现逆序 3. **时间复杂度**:两种方式均为$O(n)$,需要完整遍历链表 4. **空间复杂度**:两种方式均为$O(n)$,递归使用隐式栈,显式栈使用额外内存 ### 主函数实现要点 1. 创建链表时采用动态内存分配 2. 使用循环结构添加节点 3. 同时演示两种方法的调用 4. 包含内存释放操作(实际开发必要)
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