6-27 链表逆置 (20 分)

本文介绍了一种实现单向链表逆置的算法,通过遍历原链表并构建新的逆置链表,最后返回逆置后的链表头指针。此算法适用于需要反转链表顺序的场景。

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本题要求实现一个函数,将给定单向链表逆置,即表头置为表尾,表尾置为表头。链表结点定义如下:

struct ListNode {
    int data;
    struct ListNode *next;
};

函数接口定义:

struct ListNode *reverse( struct ListNode *head );

其中head是用户传入的链表的头指针;函数reverse将链表head逆置,并返回结果链表的头指针。

裁判测试程序样例:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct ListNode {
    int data;
    struct ListNode *next;
};

struct ListNode *createlist(); /*裁判实现,细节不表*/
struct ListNode *reverse( struct ListNode *head );
void printlist( struct ListNode *head )
{
     struct ListNode *p = head;
     while (p) {
           printf("%d ", p->data);
           p = p->next;
     }
     printf("\n");
}

int main()
{
    struct ListNode  *head;

    head = createlist();
    head = reverse(head);
    printlist(head);
	
    return 0;
}

/* 你的代码将被嵌在这里 */
输入样例:
1 2 3 4 5 6 -1
输出样例:
6 5 4 3 2 1

在这里插入代码片
struct ListNode *reverse( struct ListNode *head ){
	struct ListNode *p,*q=head,*tail=NULL;
	while(q!=NULL){
		p=(struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode));
		p->data=q->data;
		if(tail==NULL) p->next=NULL;
		else p->next=tail; 
		tail=p;
		q=q->next;
	}
	return tail;
}
### 链表算法实现 链表是指将给定链表中的节点顺序反转。对于单向链表而言,这意味着原本指向下一个节点的指针现在会指向前一个节点。 #### 方法一:迭代法 通过三个指针来完成链表的就地转操作。这种方法不需要额外的空间开销,并且时间复杂度为O(n),其中n是链表长度。具体过程如下: ```c++ void reverseList(Node* &head) { Node *prev = nullptr, *curr = head; while (curr != nullptr) { Node *nextTemp = curr->next; // Store next node curr->next = prev; // Reverse current node's pointer prev = curr; // Move pointers forward one position curr = nextTemp; } head = prev; // Update the new head of reversed list } ``` 此段代码展示了如何使用迭代的方法来进行链表[^4]。 #### 方法二:递归法 另一种常见的做法就是采用递归来解决这个问题。虽然递归可能会增加一些空间上的消耗(因为函数调用栈),但是它通常更易于理解和编写。以下是C++版本的一个简单例子: ```cpp ListNode* reverseList(ListNode* head) { if (!head || !head->next) return head; ListNode* rest = reverseList(head->next); head->next->next = head; head->next = nullptr; return rest; } ``` 这段代码实现了基于递归方式下的链表逻辑。 #### 使用栈结构辅助 除了上述两种直接修改链接关系的方式外,还可以借助数据结构——栈的帮助来间接达到目的。由于栈具有先进后出的特点,因此非常适合用来处理这种需要反序的操作。下面是一个简单的思路描述: 1. 创建一个新的空栈; 2. 遍历整个原始链表并将每个元素依次压入栈中; 3. 开始从栈顶逐个取出元素并连接形成新的链表; 4. 完成之后返回新创建好的链表作为结果。 这种方法同样可以有效地解决问题,不过需要注意的是这并不是一种真正的“原地”解决方案,因为它引入了一个外部的数据存储容器[^3]。
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