剑指offer | 面试题6：从尾到头打印链表

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本文出自《Darwin的程序空间》
本文题目和部分解题思路来源自《剑指offer》第二版

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题目

输入一个链表（单向链表）的头节点，从尾到头反过来打印出每个节点的值。

链表的节点定义如下：

public class ListNode {

    // 链表值
    public int val;
    // 下一节点的引用
    public ListNode next;

    // 构造函数
    public ListNode(int x) {
        val = x;
    }
}

解题分析

首先，如果这是一道面试题，我们需要和面试官确认是否可以改变原有的数据结构；这道题是遍历，打印通常是一个只读的操作，这里假定是不能够更改原有数据结构的条件。

首先我们分析，链表作为一个链状结构，需要打印，我们肯定需要从头到尾遍历一遍，才能拿到所有的元素并打印出来，所以这道题的时间复杂度锁定在了O(n)。

遍历是从前往后遍历，然后题目要求我们的是从后往前打印，这就涉及到了一个问题，先遍历的要后输出，说到这，这道题求解肯定要用到一种先进后出的数据结构了，就是栈结构。

栈结构是怎么完成，从后往前打印的效果的呢？
假设我们有链表1-2-3-4，我们先把四个节点依次压入栈中，等到链表所有的元素都进入到了栈中，我们依次弹栈并打印，这样就可以完成逆序打印的效果了。

具体实现，我们可以借用Java中帮我定义好的Stack类，来实现压栈和弹栈的操作。
但其实我们的虚拟机栈本身就是个栈，我们可以使用回溯的方法，让方法压栈和出栈，从而达到我们需要的效果。
（逻辑就是，我们定义一个打印的方法，但是只有当前这个元素的next元素不为null的情况下我们才打印这个元素的值，如果next元素不为null就以这个元素的next元素为入参继续调用这个方法）

代码（JAVA实现）

ps：这里笔者使用的jdk为1.8版本

public class PrintListFromTailToHead {

    public static void main(String[] args) {
        printListFromTail(LinkedListUtil.getLinkedList(new int[]{1, 2, 3, 4}));
    }

    public static void printListFromTail(ListNode head) {
        if (Objects.isNull(head)) {
            return;
        }
        printListFromTail(head.next);
        System.out.println(head.val);
    }

}

LinkedListUtil为笔者自己定义方便做链表题目的工具类，代码如下：

/**
 * @program: algorithm_code
 * @description: 链表工具类
 * @author: YangHang
 * @create: 2019-09-01 21:56
 **/

public class LinkedListUtil {

    /**
     * 获取一个链表
     */
    public static ListNode getLinkedList(int[] numbers) {

        if (numbers == null || numbers.length == 0) {
            return null;
        }

        ListNode first = new ListNode(numbers[0]);
        ListNode intermediateVariables = first;

        for (int i = 1; i < numbers.length; i++) {
            ListNode temp = new ListNode(numbers[i]);
            intermediateVariables.next = temp;
            intermediateVariables = intermediateVariables.next;
        }

        return first;
    }

    /**
     * 打印一个链表
     */
    public static void printLinkedList(ListNode first) {
        ListNode intermediateVariables = first;

        while (!Objects.isNull(intermediateVariables)) {

            System.out.printf("%s-> ", intermediateVariables.val);
            intermediateVariables = intermediateVariables.next;
        }
        System.out.println();

    }

    // 测试工具类
    public static void main(String[] args) {
        printLinkedList(getLinkedList(new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}));
    }
}

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