【数据结构-链表-01】反转链表

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博客目录

- - 反转链表-力扣 206 题
  - - 1.解法一
    - 2.解法二
    - 3.解法三
    - 4.解法四
    - 5.解法五
    - 6.解法六

反转链表-力扣 206 题

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。

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

1.解法一

题解:

class Solution:def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:"""反转链表:定义前节点和当前节点:param head::return:"""pre, curr = None, headwhile curr is not None:next = curr.nextcurr.next = prepre = currcurr = nextreturn pre

2.解法二

构造一个新链表，从旧链表依次拿到每个节点，创建新节点添加至新链表头部，完成后新链表即是倒序的

评价：简单直白，就是得新创建节点对象

// 创建新节点
public ListNode reverseList(ListNode o1) {//创建新的链表空节点ListNode n1 = null;//设置临时节点,把o1指向pListNode p = o1;while (p != null) {//创建节点,新节点的下一个节点是新链表,并重置新链表的头部n1 = new ListNode(p.val, n1);//移动旧链表的位置p = p.next;}//因为重置了n1,直接返回n1return n1;
}

3.解法三

与方法 2 类似，构造一个新链表，从旧链表头部移除节点，添加到新链表头部，完成后新链表即是倒序的，区别在于原题目未提供节点外层的容器类，这里提供一个，另外一个区别是并不去构造新节点

评价：更加面向对象，如果实际写代码而非刷题，更多会这么做

// 设计一个List
public ListNode reverseList(ListNode head) {//旧链表List o1 = new List(head);//新链表List n1 = new List(null);while (true) {//不断取旧链表的第一个元素final ListNode listNode = o1.removeFirst();//如果旧链表为空，则跳出循环if (listNode == null) {break;}//将旧链表的第一个元素添加到新链表的头部n1.addFirst(listNode);}return n1.head;
}static class List {ListNode head;public List(ListNode head) {this.head = head;}/*** 添加到头节点** @param first*/public void addFirst(ListNode first) {//头节点的下一个节点是headfirst.next = head;//重置headhead = first;}/*** 删除头节点** @return*/public ListNode removeFirst() {//此时的head是旧链表的head,需要截断头节点,并返回完整的节点ListNode first = head;if (first != null) {head = first.next;}return first;}
}

4.解法四

递归，在递归时让 $\rightarrow 4$ ， $\rightarrow 3$ …

首先，写一个递归方法，返回值用来拿到最后一个节点

注意 1：递归终止条件是 curr.next == null，目的是到最后一个节点就结束递归，与之前递归遍历不一样
注意 2：需要考虑空链表即 p == null 的情况

下面为伪码调用过程，假设节点分别是 $\rightarrow 2 \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$ ，先忽略返回值

reverseList(ListNode p = 1) {reverseList(ListNode p = 2) {reverseList(ListNode p = 3) {reverseList(ListNode p = 4) {reverseList(ListNode p = 5) {if (p == null || p.next == null) {return p; // 返回5}}// 此时p是4, p.next是5}// 此时p是3, p.next是4}// 此时p是2, p.next是3}// 此时p是1, p.next是2
}

接下来，从 p = 4 开始，要让 $\rightarrow 4$ ， $\rightarrow 3$ …

reverseList(ListNode p = 1) {reverseList(ListNode p = 2) {reverseList(ListNode p = 3) {reverseList(ListNode p = 4) {reverseList(ListNode p = 5) {if (p == null || p.next == null) {return p; // 返回5}}// 此时p是4, p.next是5, 要让5指向4,代码写成 p.next.next=p// 还要注意4要指向 null, 否则就死链了}// 此时p是3, p.next是4}// 此时p是2, p.next是3}// 此时p是1, p.next是2
}

最终解法

//递归
public ListNode reverseList(ListNode p) {if (p == null || p.next == null) {return p; // 最后节点}ListNode last = reverseList(p.next);//这里最后一个节点是倒数第二个节点p.next.next = p;//防止死循环,环形链表p.next = null;return last;
}

5.解法五

从链表每次拿到第二个节点，将其从链表断开，插入头部，直至它为 null 结束

设置指针 o1(旧头)、n1(新头)、o2(旧老二)，分别指向第一，第一，第二节点

$\frac{n1 \ o1}{1} \rightarrow \frac{o2}{2} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

将 o2 节点从链表断开，即 o1 节点指向第三节点

$ \frac{n1 \ o1}{1} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$ ， $\frac{o2}{2}$

o2 节点链入链表头部，即

$\frac{o2}{2} \rightarrow \frac{n1 \ o1}{1} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

n1 指向 o2

$\frac{n1 \ o2}{2} \rightarrow \frac{o1}{1} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

o2 指向 o1 的下一个节点，即

$\frac{n1}{2} \rightarrow \frac{o1}{1} \rightarrow \frac{o2}{3} \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

重复以上 $2\sim5$ 步，直到 o2 指向 null
还应当考虑边界条件，即链表中不满两个元素时，无需走以上逻辑

/*** 不断把 o2 头插入 n1** @param o1* @return*/
public ListNode reverseList(ListNode o1) {// 1. 空链表  2. 一个元素if (o1 == null || o1.next == null) {return o1;}ListNode o2 = o1.next;//新链表的指针ListNode n1 = o1;while (o2 != null) {//旧链表移动一位o1.next = o2.next;//取出的数据的下一个节点指向新链表的头结点o2.next = n1;//重置n1n1 = o2;//重置o2o2 = o1.next;}return n1;
}

6.解法六

要点：把链表分成两部分，思路就是不断从链表 2 的头，往链表 1 的头搬移

n1 指向 null，代表新链表一开始没有元素，o1 指向原链表的首节点

$\frac{n1}{null}$ ， $\frac{o1}{1} \rightarrow 2 \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

开始循环，o2 指向原链表次节点

$\frac{n1}{null}$ ， $\frac{o1}{1} \rightarrow \frac{o2}{2} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

搬移

$\frac{o1}{1} \rightarrow \frac{n1}{null}$ ， $\frac{o2}{2} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

指针复位

$\frac{n1}{1} \rightarrow null$ ， $\frac{o1 \ o2}{2} \rightarrow 3 \rightarrow 4 \rightarrow 5 \rightarrow null$

重复 $2\sim4$ 步
当 o1 = null 时退出循环

//不断把 o1 头插到 n1
public ListNode reverseList(ListNode o1) {if (o1 == null || o1.next == null) {return o1;}//创建空链表ListNode n1 = null;while (o1 != null) {ListNode o2 = o1.next;//取出节点后指向新节点o1.next = n1;//重置n1n1 = o1;//重置o1o1 = o2;}return n1;
}