[转] Java 反转单向链表和双向链表

题目

分别实现反转单向链表和双向链表的函数。

要求

如果链表长度为N,时间复杂度为O(N),额外空间复杂度要求为O(1)。

程序

单链表的反转主要是利用两个辅助的结点:

1.pre 和 next 分别代表当前要处理的节点的前一个结点和后一个结点;
2.然后通过改变结点的next域的指向来反转整个链表,通过循环处理,每次反转一个之后,pre指向下一个结点,也就是head,head更改为head的下一个结点,也就是next,这样直到head为空,返回pre就反转了整个单链表;
反转单向链表:

public class Node{
  public Node(int data){
    this.value=data;
  }
  public int value;
  public Node next;
}
public static Node reverseList(Node head){
  Node pre=null;
  Node next=null;
  while(head!=null){
    next=head.next;
    head.next=pre;
    pre=head;
    head=next;
  }
  return pre;
}

反转双向链表:

public class DoubleNode{
	public DoubleNode(int data){
		this.value=data;
	}
	public int value;
	public DoubleNode next;
	public DoubleNode pre;
}
public static DoubleNode reverseList(DoubleNode head){
	DoubleNode pre=null;
	DoubleNode next=null;
	while(head!=null){
		next=head.next;
		head.next=pre;
		head.pre=next;
		pre=head;
		head=next;
	}
	return pre;
}

题目二

反转部分单向链表:
给定一个单向链表的头结点head,以及两个整数from和to,在单向链表上把第from个节点到第to个节点这一部分进行反转。

如果不满足1<=from<=to<=N,则不用调整。

核心思路:

找到from的前一个节点和to的后一个节点。

public class Node{
	public int value;
	public Node next;
	public Node(int value){
         this.value=value;
	}
}
public static Node reversePart(Node head,int from,int to){
	int len=0;
	Node node1=head;
	Node fPre=null;
	Ndoe tPos=null;
	while(node1!=null){
		len++;
		//找到from节点的前一个结点
		fPre=len==from-1?node1:fPre;
		//找到to节点的后一个节点
		tPos=len==to+1?node1:tPos;
	}
	//不满足条件时,直接返回head
	if (from>to||from<1||to>len) {
		return head;
	}
	//node1表示from的位置上的节点
	//判断反转的部分是否包含头结点,由于最后是返回head还是返回node1是不确定的,所以这一步的判断也是很必要的
	//如果反转的部分包含头结点,那么返回node1,因为head改变了,否则返回head
	node1=fPre==null?head:fPre.next;
	Node node2=node1.next;
	//将要反转的第一个节点与tPos连接起来
	node1.next=tPos;
	Node next=null;
	while(node2!=tPos){
		next=node2.next;
		node2.next=node1;
		node1=node2;
		node2=next;
	}
	if (fPre!=null) {
		//将要反转的最后一个节点与node1连接
		fPre.next=node1;
		return head;		
	}
	return node1;
}
### Java单向链表双向链表反转的实现 #### 单向链表反转 对于单向链表而言,其结构较为简单,仅包含指向下一个节点的指针。为了实现单向链表反转,可以通过迭代的方式逐步调整各节点之间的链接方向。 ```java public class SinglyLinkedList { public static ListNode reverseList(ListNode head) { ListNode prev = null; while (head != null) { ListNode nextNode = head.next; // 记录当前节点的下一节点 head.next = prev; // 将当前节点的next设为prev, 反转指针方向 prev = head; // 移动prev到当前节点位置 head = nextNode; // 继续处理下个节点 } return prev; // 返回新的头结点 } static class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; } } } ``` 此方法的时间复杂度为 O(n),其中 n 是列表中的元素数量[^1]。 #### 双向链表反转 双向链表由于存在前后两个指针,因此在执行反转操作时不仅需要改变 `next` 的指向还需要同步更新 `prev` 指针的方向: ```java public class DoublyLinkedList { public static Node reverse(Node node) { Node temp = null; Node current = node; while (current != null) { temp = current.prev; // 临时保存前驱节点 current.prev = current.next; // 前驱变为后继 current.next = temp; // 后继变为原来的前驱 current = current.prev; // 进入下一个待处理节点 } if(temp != null ) { node = temp.prev; // 更新头部指针至新起点 } return node; } static class Node { int data; Node next, prev; Node(int d) {data = d;} } } ``` 这段代码同样具有 O(n) 时间复杂度,并且通过交换每个节点上的 `next` `prev` 来完成整个过程。
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