代码随想录刷题-链表-反转链表

反转链表

本节对应代码随想录中：代码随想录，讲解视频：帮你拿下反转链表 | LeetCode：206.反转链表 | 双指针法 | 递归法_哔哩哔哩_bilibili

习题

题目链接：206. 反转链表 - 力扣（LeetCode）

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：
输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

双指针

例如，上面的示例，我们想反转 1 2 3 4 5。用一个指针 cur 用来遍历单链表，再用另一个指针 pre 指向 cur 的前面一个节点。例如 cur=2时，原本是1->2，现在要变成2->1。直接让 cur->next=pre 就可以实现，但这样的话，后面的3就没法遍历到了。所以要用一个临时指针 temp 先指向 cur->next，再让 cur->next=pre。

到这里，就实现了1和2的反转，如果想继续遍历下去，还需让 pre 和 cur 都向后移一位。现在 pre、cur 和 temp 的位置为：pre cur temp，要让 pre 和 cur 向后移一位，只要让 pre=cur，cur=temp 即可。注意这两个顺序不能颠倒，否则 cur 先等于 temp，那就相当于丢失了原来的 cur。

class Solution {
   public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* cur = head;
        ListNode* pre = nullptr;
        ListNode* tmp;
        while (cur != nullptr) {
            tmp = cur->next;
            cur->next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }
        return pre;
    }
};

递归

首先给出代码随想录上类似双指针的递归。新定义了一个函数，将初始化的步骤更改为传参给新定义的函数来实现，而将两个指针后移的步骤更改为调用函数递归来实现。同时，和双指针的结束条件一样，cur == NULL 时递归函数结束。

class Solution {
public:
    ListNode* reverse(ListNode* pre,ListNode* cur){
        if(cur == NULL) return pre;
        ListNode* temp = cur->next;
        cur->next = pre;
        // 可以和双指针法的代码进行对比，如下递归的写法，其实就是做了这两步
        // pre = cur;
        // cur = temp;
        return reverse(cur,temp);
    }
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        // 和双指针法初始化是一样的逻辑
        // ListNode* cur = head;
        // ListNode* pre = NULL;
        return reverse(NULL, head);
    }

};

上面的递归由于和双指针的写法类似，还较为容易理解，而LeetCode 官方给出了更简洁的递归。

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;
    }
};

评论区有人给出了详细的注释(java 版本)。对于 head->next->next = head;，如 1 2 3，head=2，head->next=3，3->next=2，相当于2<->3。但是反转后2的 next 不应该再指向3了，因此 head->next = nullptr; 将2的 next 置为 nullptr。

public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            /*
                直到当前节点的下一个节点为空时返回当前节点
                由于5没有下一个节点了，所以此处返回节点5
             */
            return head;
        }
        //递归传入下一个节点，目的是为了到达最后一个节点
        ListNode newHead = reverseList(head.next);
                /*
            第一轮出栈，head为5，head.next为空，返回5
            第二轮出栈，head为4，head.next为5，执行head.next.next=head也就是5.next=4，
                      把当前节点的子节点的子节点指向当前节点
                      此时链表为1->2->3->4<->5，由于4与5互相指向，所以此处要断开4.next=null
                      此时链表为1->2->3->4<-5
                      返回节点5
            第三轮出栈，head为3，head.next为4，执行head.next.next=head也就是4.next=3，
                      此时链表为1->2->3<->4<-5，由于3与4互相指向，所以此处要断开3.next=null
                      此时链表为1->2->3<-4<-5
                      返回节点5
            第四轮出栈，head为2，head.next为3，执行head.next.next=head也就是3.next=2，
                      此时链表为1->2<->3<-4<-5，由于2与3互相指向，所以此处要断开2.next=null
                      此时链表为1->2<-3<-4<-5
                      返回节点5
            第五轮出栈，head为1，head.next为2，执行head.next.next=head也就是2.next=1，
                      此时链表为1<->2<-3<-4<-5，由于1与2互相指向，所以此处要断开1.next=null
                      此时链表为1<-2<-3<-4<-5
                      返回节点5
            出栈完成，最终头节点5->4->3->2->1
         */
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }

如果还是觉得有点抽象不太好理解，可以看下这个视频讲解：链表反转(递归法)_哔哩哔哩_bilibili