循环控制_例题链表反转非递归【学习笔记】

例一：链表反转

前言：

• 如果链表有100万个元素，资源开销并不大，把它反转也不是见特别复杂的事，
• 但是用“递归”就会调100万次，系统开销非常大，
• 所以要用循环的方法做出链表的反转。

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用循环的方法做“链表反转”的步骤：

①定义循环不变式

• 说一句断言，让它在整个循环中始终成立

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之前的“递归”做法：

• 把第一个元素单独拿出来，把2345进行递归

“循环”做法：

• 在中间切一刀：
  
• 前三个结点反转完：
  
  3和4的连接线属于结点3的部分：
  切之前，3的next指向4
  切之后，3的next指向2

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各放一个变量来维持3和4这两个结点：

newHead：新的链表头

【以上是循环不定式】
保证这句话从循环开始到循环结束，
在每次的循环体中，
都要成立。

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用循环的方法做“链表反转”的步骤：
①定义循环不变式
②把newHead和currentHead向前推进1

newHead更新为结点4：4321是一个已经反转的链表
currentHead更新为结点5：5指向null没有反转

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newHead和currentHead的初始值是？

当什么都没有动的时候，newHead和currentHead仍然要保持【循环不变式】

12345null：往右方向的链表。

• newHead必须指向已经反转成功的链表的头（此时什么都没有反转，已经完成反转的链表是个空链表），newHead指向null；
• currentHead必须指向还没有反转的链表的头（此时什么都没有反转），currentHead指向1；
  【如下】
  
  【一步一步个向右推进】
  
  一直推进到：
  newHead指向5，currentHead指向null；
  此时newHead就是我们要的结果，
  54321已经成功把链表进行反转。

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用具体代码实现这个想法：

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• 在循环之前，假设newHead指向反转成功的链表；
• 当循环体做完之后，保持newHead指向反转成功的链表；
• 通过这4行代码，维持了【循环不变式】，并且把【循环不变式】向前推进了。

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在循环体，正确工作

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验证循环正确性：

curHead being last node|
next = null
curHead next reversed
newHead points to last node
curHead = null
下一轮循环：curHead != null，跳出循环

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输出结果：

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结论：

能写循环还是写循环，
虽然写起来可能会比递归难一点点。

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完整代码在这里哦！

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