牛客网在线编程专题《剑指offer-面试题5》从尾到头打印链表

最新推荐文章于 2019-05-24 16:24:41 发布

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剑指offer

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这篇博客介绍了如何解决《剑指offer》中的一道面试题——从尾到头打印链表。提供了四种解题方法，包括递归遍历、顺序遍历反转结果、辅助栈法以及链表原地反转。详细阐述了每种方法的思路，并分析了时间复杂度和空间复杂度。

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题目链接：

https://www.nowcoder.com/practice/d0267f7f55b3412ba93bd35cfa8e8035?tpId=13&tqId=11156&tPage=1&rp=1&ru=/ta/coding-interviews&qru=/ta/coding-interviews/question-ranking

题目：

解题思路：

（1）用递归方法遍历链表输出

# -*- coding:utf-8 -*-
class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class SingleLinkedList:
    def __init__(self):
        self.head = None
        self.tail = None

    def add(self, data):
        node = ListNode(data)
        if self.head is None:
            self.head = node
            self.tail = node
        else:
            self.tail.next =node
            self.tail = node

    def iter(self):
        if not self.head:
            return
        cur = self.head
        yield cur.val
        while cur.next:
            cur = cur.next
            yield cur.val

class Solution:
    # 返回从尾部到头部的列表值序列，例如[1,2,3]
    def printListFromTailToHead(self, listNode):
        if listNode is None:
            return []
        return self.printListFromTailToHead(listNode.next) + [listNode.val]

if __name__=="__main__":
    link_list = SingleLinkedList()
    for i in range(5):
        link_list.add(i)

    for node in link_list.iter():
        print("node is {0}".format(node))

    solution = Solution()
    # Python递归实现。
    print(solution.printListFromTailToHead(link_list.head))

运行结果：

（2）顺序遍历链表，反转遍历的结果

    def printListFromTailToHead(self, listNode):
        if not listNode:
            return []
        res = []
        index = listNode
        while index:
            res.append(index.val)
            index = index.next

        return res[::-1]

（3）辅助栈法

解题思路：

链表特点：只能从前至后访问每个节点。

题目要求：倒序输出节点值。

这种先入后出的需求可以借助栈来实现。

算法流程：
入栈： 遍历链表，将各节点值 push 入栈。（Python 使用 append() 方法，Java借助 LinkedList 的addLast()方法）。
出栈： 将各节点值 pop 出栈，存储于数组并返回。（Python 直接返回 stack 的倒序列表，Java 新建一个数组，通过 popLast() 方法将各元素存入数组，实现倒序输出）。
复杂度分析：
时间复杂度 O(N)：入栈和出栈共使用 O(N) 时间。
空间复杂度 O(N)：辅助栈 stack 和数组 res 共使用 O(N) 的额外空间。

    def printListFromTailToHead(self, listNode):
        stack = []
        while listNode:
            stack.append(listNode.val)
            listNode = listNode.next
        return stack[::-1]

（4）链表原地反转

    def printListFromTailToHead(self, listNode):
        if not listNode:
            return []

        p1 = listNode
        p2 = listNode.next
        p3 = listNode.next.next
        while p2:
            p3 = p2.next
            p2.next = p1
            p1 = p2
            p2 = p3
        listNode.next = None
        listNode = p1

        res = []
        while listNode:
            res.append(listNode.val)
            listNode = listNode.next

        return res

Reference：

【1】Python数据结构-链表