力扣DAY23 | 热100 | 反转链表

前言

简单 √ 递归完成，判断条件有点多感觉不是非常优雅，anyway总算完成，比昨天更熟悉了。

题目

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
• -5000 <= Node.val <= 5000

进阶：链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？

思路

递归，判断当前节点的下下个节点是不是叶子结点，是的话将下个节点的指针指到当前节点，不是的话继续遍历到下一个节点，把下一个节点的指针指到当前节点。注意要把头结点设为空，并且最终返回的是原链表的叶子结点（反转后的头结点）。

我的题解

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:

    ListNode* reverse (ListNode* node){
        
        if (node->next->next == NULL){
            node->next->next = node;
        }
        else{
            reverse(node->next)->next = node;
        }
        return node;
    }
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        
        ListNode* lastnode = head;

        if (head == nullptr || head->next == nullptr)
            return head;
        else{
            while(lastnode->next != NULL){
                lastnode = lastnode->next;
            }
            reverse(head)->next = NULL;
        }
        return lastnode;
    }
};

官方题解

迭代

假设链表为 1→2→3→∅，我们想要把它改成 ∅←1←2←3。

在遍历链表时，将当前节点的 next 指针改为指向前一个节点。由于节点没有引用其前一个节点，因此必须事先存储其前一个节点。在更改引用之前，还需要存储后一个节点。最后返回新的头引用

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* prev = nullptr;
        ListNode* curr = head;
        while (curr) {
            ListNode* next = curr->next;
            curr->next = prev;
            prev = curr;
            curr = next;
        }
        return prev;
    }
};

方法二：递归
递归版本稍微复杂一些，其关键在于反向工作。假设链表的其余部分已经被反转，现在应该如何反转它前面的部分？下一个节点必须指向 ∅。如果忽略了这一点，链表中可能会产生环。

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if (!head || !head->next) {
            return head;
        }
        ListNode* newHead = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = nullptr;
        return newHead;
    }
};

心得

这个题的递归大致思路不难想到，核心在于下下个指针指回当前指针。但笔者的写法比较笨一点，是先遍历到底，再一个个往回指，最后返回的还是原链表的头指针，只好预先把原链表遍历到底，最终返回当前链表的头指针，相当于多遍历了一遍。而官解是一边遍历节点一边回指，并且同时更新头节点，要注意每次回指要先把当前节点的next指针指向空（断开），否则会导致两个节点互相指出现环。这个解法非常优雅，在原函数上就可以实现递归，这个写法值得我再反复学习。另外，迭代的做法思路也非常不错，就是为每个节点记录上一个节点，当前节点的next指针指向上一个节点之后，更新上一个节点为当前节点，当前节点更新为下一个节点，直到遍历完成。这个方法空间复杂度更小，也更好理解，今天貌似有点死磕递归的做法了，没有往迭代方向思考，思路不难，值得积累。评论区还有用头插法的，跟迭代也差不多，就是把每个节点提取出来插到链表头上。