反转单链表【图文详解】

问题描述:

给你单链表的头结点head，请你反转链表，并返回反转后的链表。

我在这里详细讲解两种经典解法

(双指针)迭代求解:

双指针法是最好理解的，无非一前一后，一起走同时改变局部指向

1. 定义两个指针，让pre在前，cur在后
2. 每一次让pre的next指向cur，即完成一次局部的指向转变
3. 局部完成一次后，两个指针一起向后走(这中间需要一个临时指针用来保存pre的下一个位置，与交换两个数的思想一致)
4. 当pre走到表尾，完成了最后一个转换，循环结束

循环内部示意图:

代码示例：

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
            //双指针迭代
            
            ListNode *pre=head;
            ListNode *cur=nullptr;
            while(pre!=nullptr)
            {
                ListNode *tmp=pre->next;
                pre->next=cur;  //改变指向
                cur=pre;  //pre cur向后走
                pre=tmp;    
            }
            return cur;
 }
};

• 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)。

上述方法务必掌握，下来我们讲解这道题一种很骚的解法：递归(不容易理解)

递归求解：

思路解释:

既然要反转单链表，我们就可以一直走到表尾，从表尾开始向前改变指向，这个时候就可以使用递归函数。

1. 使用递归函数，一直递归到链表的最后一个结点，该结点就是反转后的头结点,记作 newhead

2. 此后，每次函数在返回的过程中，让当前结点的下一个结点的 next->next 指针指向当前节点

3. 同时让当前节点的next指向空，完成了一次局部反转

4. 当递归函数全部出栈后，完成反转

先给代码:对照代码用图来解释

class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
    if(head==nullptr||head->next==nullptr)
            {
                return head;
            }
   
            ListNode *newhead=reverseList(head->next);
     	//如果链表是 1->2->3->4->5，那么此时的newhead就是5
		//而head是4，head的下一个是5，下下一个是空
		//所以head.next.next 就是5->4
            head->next->next=head;
        //防止链表循环，需要将head.next设置为空
            head->next=nullptr;
        //每层递归函数都返回newhead，也就是最后一个节点
            return newhead;
        //newhead一直不变，返回的这个newhead就是新链表的头节点
 }
};

 看懂这张我总结的图，递归方法就一定可以理解了!

• 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。

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