LeetCode 剑指 Offer 24. 反转链表

Posted 2022-02-06 ZSYL

LeetCode 剑指 Offer 24. 反转链表

• 题目描述
• 迭代
• • Java
  • Cpp
• 递归
• • Java
  • Cpp
  • 理解

题目描述

定义一个函数，输入一个链表的头节点，反转该链表并输出反转后链表的头节点。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

迭代

假设链表为1->2->3->null，我们想要把它反转为null->3->2->1。

在遍历链表时，将当前节点的next指针改为执行前一个节点。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。

Java

class Solution 
    public ListNode reverseList(ListNode head) 
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) 
            ListNode next = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = next;
        
        return prev;
    

Cpp

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;
    
;

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 n 是链表的长度。需要遍历链表一次。
• 空间复杂度：$O(1)$。

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？

注意n1的下一个节点必须执行null，否则可能出现环。

Java

class Solution 
    public ListNode reverseList(ListNode head) 
        if (head == null || head.next == null) 
            return head;
        
        ListNode newHead = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    

Cpp

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;
    
;

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，其中 n 是链表的长度。需要对链表的每个节点进行反转操作。
• 空间复杂度：$O(n)$，其中 n 是链表的长度。空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，最多为 n 层。

理解

大神题解

为什么可以使用递归？

1. 大问题拆分为两个子问题（头结点及非头结点）
2. 子问题求解方式和大问题一样
3. 存在最小的子问题

我们想反转链表，那么可以递归到尾部节点（此时尾结点变为真正的头结点，所以在递归出栈中一直return p），从尾结点开始出栈回溯，出栈的过程中修改head.next.next = head，head.next = null。

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加油!

感谢!

努力!