递归法反转单链表（从基础原理讲）

原创已于 2023-04-13 21:44:55 修改 · 146 阅读

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#链表 #数据结构

于 2023-04-13 21:40:38 首次发布

文章讨论了一个单链表反转的问题，给出了一种使用递归方法在O(1)空间复杂度和O(n)时间复杂度内完成反转的算法。在递归过程中，每次将链表节点的next指针指向前一个节点，直至达到链表尾部并开始回溯，最终得到反转后的链表。

题目

描述

给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1)，长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。

数据范围： 0≤n≤10000≤n≤1000

要求：空间复杂度O(1) ，时间复杂度O(n) 。

如当输入链表{1,2,3}时，

经反转后，原链表变为{3,2,1}，所以对应的输出为{3,2,1}。

以上转换过程如下图所示：

示例1

输入：

{1,2,3}

复制返回值：

{3,2,1}

复制

示例2

输入：

{}

复制返回值：

{}

复制说明：

空链表则输出空

/**
 * struct ListNode {
 *	int val;
 *	struct ListNode *next;
 * };
 */

/**
 * 
 * @param pHead ListNode类 
 * @return ListNode类
 */
struct ListNode* ReverseList(struct ListNode* pHead )
{
    if(pHead==NULL||pHead->next==NULL)
    return pHead;
    struct ListNode * newhead=ReverseList(pHead->next);
    pHead->next->next=pHead;
    pHead->next=NULL;
    return newhead;
}

执行到struct ListNode *newhead=ReverseList(pHead->next);

时，程序被编译器记录进入栈的位置，并且开始进栈（递归中的递），程序从头开始，每一次到struct ListNode *newhead=ReverseList(phead->next);

时，重复之前的操作，直到最深处——

if(pHead==NULL||pHead->next==NULL)

return pHead;

符合if语句条件，head被返回出来了具体的值——5，于是程序开始出栈（递归中的归），返回到上一层此时pHead=4。由于程序记录了进栈的位置，出栈时就从进栈的下一句开始执行——执行pHead->next->next=pHead;

pHead->next=NULL;

return newhead;

这三句。newhead在执行这三句时没有被操作，所以值不变。每重复一边这三句话pHead的值就减少1。