C#(链表创建与原地反转)

原创于 2025-09-09 15:46:25 发布 · 675 阅读

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#c# #链表 #开发语言

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链表创建（C#）

在C#中，链表可以通过自定义节点类实现。每个节点包含数据域和指向下一个节点的引用。

public class ListNode {
    public int val;
    public ListNode next;
    public ListNode(int val=0, ListNode next=null) {
        this.val = val;
        this.next = next;
    }
}

// 创建链表示例
ListNode head = new ListNode(1);
head.next = new ListNode(2);
head.next.next = new ListNode(3);

三指针反转链表

三指针法通过维护前驱（prev）、当前（curr）和后继（next）三个指针实现链表反转，时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)。

public ListNode ReverseList(ListNode head) {
    ListNode prev = null;
    ListNode curr = head;
    while (curr != null) {
        ListNode next = curr.next; // 保存后继节点
        curr.next = prev;         // 反转指针方向
        prev = curr;              // 前驱指针后移
        curr = next;              // 当前指针后移
    }
    return prev; // 新头节点
}

关键步骤解析

初始化时prev为null，curr指向头节点。每次迭代中：

临时保存curr.next避免断链
将当前节点的next指向prev
移动prev和curr指针到下一位置

边界情况处理

空链表：直接返回null
单节点链表：循环一次后返回原头节点
多节点链表：完整遍历直至curr为null

可视化过程

原始链表：1 -> 2 -> 3 -> null
反转过程：

prev=null, curr=1, next=2 → 1.next=null
prev=1, curr=2, next=3 → 2.next=1
prev=2, curr=3, next=null → 3.next=2 最终得到：3 -> 2 -> 1 -> null

using System;

public class ListNode {
    public int Value;
    public ListNode Next;

    public ListNode(int value) {
        Value = value;
        Next = null;
    }
}

public class LinkedList {
    private ListNode head;

    // 添加节点到链表尾部
    public void Append(int value) {
        //创建list的第一遍才会创建head节点，后续head是有值的。
        //创建一个Value字段值为value，Next字段为null的head节点，并保存为head（ListNode类）节点
        if (head == null) {
            head = new ListNode(value);
            return;
        }
        
        //head节点赋给current节点，如果当前current.Next字段不为空则往后查找直到为空，目的是为了找到list的末尾；
        //创建新的末尾节点，并且传入值赋予该节点
        ListNode current = head;
        while (current.Next != null) {
            current = current.Next;
        }
        current.Next = new ListNode(value);
        
        //注意：一轮走下来，current的位置应该是倒数第二个节点，head节点始终为第一个节点不移动。
    }

    // 反转链表
    public void Reverse() {
        ListNode previous = null;
        ListNode current = head;
        ListNode nextNode = null;

        while (current != null) {
            nextNode = current.Next;  // 暂存下一个节点
            current.Next = previous;  // 反转当前节点指针
            previous = current;       // 将previous移动到当前节点
            current = nextNode;       // 移动到下一个节点
        }
        head = previous;  // 更新头结点
    }

    // 打印链表
    public void PrintList() {
        ListNode current = head;
        while (current != null) {
            Console.Write(current.Value + " ");
            current = current.Next;
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        LinkedList list = new LinkedList();
        list.Append(1);
        list.Append(2);
        list.Append(3);
        list.Append(4);

        Console.WriteLine("Original List:");
        list.PrintList();

        list.Reverse();

        Console.WriteLine("Reversed List:");
        list.PrintList();
    }
}