leetcode 206题，反转链表

Posted 2021-06-29 Demonwuwen

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 1：

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

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]
示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
-5000 <= Node.val <= 5000

题解

一 、递归

因为是单链表，可以不难想到用递归深入到最后一个节点，再逐层返回。这种方法有一丢丢难以理解。
尤其是为啥要

head.Next.Next = head
head.Next = nil

其关键在于反向工作。假设
链表为：$n1\to \dots \to nk-1\to nk\to nk+1\to \dots \to nm\to \varnothing$
当我们的递归返回到第nk节点处，nk后面的部分均已经被反转，
现在的状态：$n1\to \dots \to nk-1\to nk\to nk+1\leftarrow \dots \leftarrow nm$

此时，我们需要将nk+1的下一个节点指向nk。
$nk.next.next=nk$
此时链表状态：$n1\to \dots \to nk-1\to nk\leftarrow nk+1\leftarrow \dots \leftarrow nm$。
此时，应把$nk.next$置为空，否则当链表只有两个节点时，就成了一个循环链表了。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    if head == nil || head.Next == nil{
        return head
    }
    P := reverseList(head.Next)
    head.Next.Next = head
    head.Next = nil
    return P
}

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，假设 $n$是列表的长度，那么时间复杂度为 $O(n)$。
• 空间复杂度：$O(n)$，由于使用递归，将会使用隐式栈空间。递归深度可能会达到 $n$层

二 、迭代

在遍历列表时，将当前节点的 $next$指针改为指向前一个元素。由于节点没有引用其上一个节点，因此必须事先存储其前一个元素。在更改引用之前，还需要另一个指针来存储下一个节点。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    current := head
    var prev *ListNode = nil
    for current != nil {
        temp := current.Next
        current.Next = prev
        prev = current
        current =temp
    }
    return prev
}

复杂度分析

• 时间复杂度：$O(n)$，假设 $n$ 是列表的长度，时间复杂度是 $O(n)$。
• 空间复杂度：$O(1)$

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list