链表反转

Posted 2021-02-09 wwjldm

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了链表反转相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

定义一个方法（函数），实现输入一个链表的头结点，然后可以反转这个链表的方向，并输出反转之后的链表的头结点。

typedef struct Node{
    int data;
    Node *next;
} Node, *List;

链表类的问题，涉及到了很多指针的操作，需要严谨的分析，全面的分析问题之后，在开始写代码，磨刀不误砍柴工！反转链表，直接的想法，就是把链表中指针的方向反转就可以了，如图所示：

技术图片

假设 i 结点之前，我们把所有的结点的指针都已经反转了，那么自然 i 和以后的结点链接发生了断裂！如下图；

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这样的话，无法继续遍历 i 以后的结点了，那么自然想到，在断链之前，提前保存之前的状态。那么自然想到定义三个指针，分别指向当前结点 i，i 的后继 j，i 的前驱 h 结点。保存断链之前的三个结点的连接状态。然后，假设没问题了，那么继续反转完毕，最后链表的尾结点就是反正链表的头结点了，也就是 next 为 null 的结点，是原始链表的尾结点。

#include <iostream>
using namespace std;

typedef struct Node{
    int data;
    Node *next;
} Node, *List;

Node * reverseList(List head){
    //定义三个指针，保存原来的连接的状态
    //当前结点指针
    Node *pnow = head;
    //当前结点的前驱指针，初始化是 NULL
    Node *pre = NULL;
    //当前结点的后继指针，初始化也是 null
    Node *pnext = NULL;
    //定义尾指针
    Node *tail = NULL;
    //开始遍历链表
    while(pnow != NULL){
        //如果当前结点不是 null，那么初始化 pnext 指针指向当前结点的下一个结点
        pnext = pnow->next;
        //如果找到了尾结点，初始化 tail 指针
        if(NULL == pnext){
            tail = pnow;
        }
        //进行链表的反转，当前结点的 next 指针指向前一个结点，实现链表方向的反转，此时发生了断链
        pnow->next = pre;
        //勿忘断链的情形，需要使用 pre 指针保存状态，pre 等价于是后移一个结点
        pre = pnow;
        //pnow 后移一个结点
        pnow = pnext;
    }
    
    return tail;
}

定义的这个三个指针，目的就是防止断链之后无法继续遍历链表以后的结点，实现全部的反转。当 pnow 的 next 指向 pnow 的前驱pre（初始化是 null）的时候，已经实现了 pnow 和前驱pre的方向反转，但是 pnow 此时就和后继pnext断链了，那么使用 pre 后移的方式，指向 pnow，同时 pnow 也后移，指向 pnext，而 pnext 继续指向更新之后的 pnow 的 next 结点即可。从而实现了状态的保存，继续遍历全部结点，实现链表反转。

注意关于链表问题的常见注意点的思考：

1、如果输入的头结点是 NULL，或者整个链表只有一个结点的时候

2、链表断裂的考虑

下面看看递归的实现方式

递归的方法其实是非常巧的，它利用递归走到链表的末端，然后再更新每一个node的next 值，实现链表的反转。而newhead 的值没有发生改变，为该链表的最后一个结点，所以，反转后，我们可以得到新链表的head。

//递归方式
Node * reverseList(List head)
{
    //如果链表为空或者链表中只有一个元素
    if(head == NULL || head->next == NULL)
    {
        return head;
    }
    else
    {
        //先反转后面的链表，走到链表的末端结点
        Node *newhead = reverseList(head->next);
        //再将当前节点设置为后面节点的后续节点
        head->next->next = head;
        head->next = NULL;
        
        return newhead;
    }
}

技术图片

程序刚开始执行，if 语句失效，进入 else 语句，然后执行Node *newhead = reverseList(head->next);第二个结点的指针参数传入递归函数，一直到，最后一个结点的指针参数传入递归函数，if 语句有效head->next == NULL，返回当前的head 给 newhead 指针指向，如图：

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