递归法反转单链表

最近在leetcode看到一道反转单链表的题,题目难度并不大,但是提交成功之后,看了官方给的递归版本的答案,觉得有点意思。以下是题目和代码,和大家分享一下
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下图是题目模板以及我自己写的代码(迭代法,和官方给的比起来就有点捞了)
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以下是官方给的迭代法以及递归的标准答案
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关于递归版本的答案,我再此陈述一下自己的理解。
这一部分是递归跳出的条件,跳出时说明已到尾节点

if(head == null||head.next == null){
            return head;
        }

这一部分只是记录反转后的头结点及反准之前的尾节点。

 Node p = reverseList(head.next);

这部分是核心,当递归第一次return时,返回的时尾节点,及此时的p是尾节点(及p接受的是最后一层的返回值),但是在此时的代码体中的head是尾节点的前一个节点,这部分代码意思是将此时head节点的下一个节点指向自己(及反转),再将自己的next值为null,这里置为null是为了切断该节点与前一个节点之间的联系,并且避免循环的产生(当链表长度为2时,这里若不值为空,则会产生一个循环链表,并使代码进入死循环)。

 head.next.next = head;
        head.next = null;
<think>好的,我现在需要帮助用户解决如何用代码实现单链表反转的问题。首先,我要回忆单链表的结构和反转的基本思路。单链表每个节点包含数据和指向下一个节点的指针,反转需要改变指针的指向,使得原本指向下一个节点的指针指向前一个节点。 接下来,我需要考虑用户可能需要不同的实现,比如迭代递归。根据提供的引用内容,引用3提到了常规方和头插,而引用2中的C语言代码用了三个指针的方。用户可能对具体步骤和代码示例感兴趣,所以需要分步骤解释。 首先,迭代是比较直观的方,使用三个指针pre、cur、next来逐个反转节点。我需要详细说明每一步的操作,比如保存下一个节点,反转当前节点的指针,然后移动指针继续处理下一个节点。同时,要确保代码示例清晰,注释到位,让用户容易理解。 然后,递归可能稍微复杂一些,需要解释递归的终止条件和如何递归反转剩余链表。这里需要注意递归的深度问题,但对于理解算逻辑来说,递归能展示另一种思路。 另外,头插也是一种常见的反转,引用3提到了这种方。可能需要简要说明头插的原理,即遍历原链表,逐个将节点插入到新链表的头部,从而形成反转后的链表。但根据用户的问题,可能迭代和递归已经足够,头插可以作为补充。 还要注意代码的语言,用户提供的引用中有C语言和Java的例子,但用户的问题没有指定语言,可能需要用常见的语言如Python或Java来展示。不过根据引用中的例子,用户可能对C或Java更熟悉,但考虑到通用性,可能用伪代码或常见语言结构。 此外,需要考虑边界情况,比如空链表或只有一个节点的链表,代码是否能正确处理。在示例代码中加入这些情况的处理,比如判断头节点是否为空或只有一个节点。 最后,生成相关问题,帮助用户进一步学习,比如时间空间复杂度、优化方、应用场景等,参考用户提供的示例问题结构。 总结步骤:解释单链表结构,详细说明迭代的步骤和代码,递归的思路和代码,可能补充头插,处理边界情况,最后生成相关问题。</think>### 单链表反转实现详解 单链表反转的核心逻辑是通过改变节点指针的指向,将每个节点的`next`指针从指向后一个节点改为指向前一个节点。以下是两种经典实现: --- #### **一、迭代(三指针)** **实现步骤**: 1. 初始化三个指针:`pre`(前驱节点指针)、`cur`(当前节点指针)、`tmp`(临时保存下一个节点) 2. 遍历链表,每次将`cur->next`指向`pre` 3. 同步更新`pre`和`cur`,直到遍历完成 **C语言代码示例**: ```c struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) { struct ListNode *pre = NULL, *cur = head; while (cur != NULL) { struct ListNode *tmp = cur->next; // 保存下一个节点 cur->next = pre; // 反转指针 pre = cur; // 前驱指针后移 cur = tmp; // 当前指针后移 } return pre; // 返回新的头节点 } ``` --- #### **二、递归** **实现逻辑**: 1. 递归终止条件:当前节点或下一个节点为空时返回 2. 递归处理剩余链表,将当前节点的`next`节点的`next`指向自身 3. 断开原指针以避免循环 **Java代码示例**: ```java public ListNode reverseList(ListNode head) { if (head == null || head.next == null) { return head; } ListNode newHead = reverseList(head.next); // 递归链表末尾 head.next.next = head; // 反转指针方向 head.next = null; // 断开原指针 return newHead; } ``` --- #### **关键点分析** - **时间复杂度**:两种方均为$O(n)$,需遍历所有节点[^3] - **空间复杂度**:迭代$O(1)$,递归$O(n)$(栈空间)[^2] - **边界条件**:需处理空链表或单节点链表的情况 ---
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