单链表反转（逆序）

面试被问到单链表反转，一脸懵逼，回来赶紧补

1、单链表的结点结构：

• data域：存储数据元素信息的域称为数据域；
• next域：存储直接后继位置的域称为指针域（链域），存储直接的下一个节点地址。
• data域 + next域：组成数据的存储映射，称为结点；

注意：

1. 链表通过每个结点的链域将线性表的n个结点按其逻辑顺序链接在一起的。
2. 每个结点只有一个链域的链表称为单链表（Single Linked List）。

class Node {
    private int Data;// 数据域
    private Node Next;// 指针域【链域】，存储下一个节点
    public Node(int Data) {
        this.Data = Data;
    }

    public int getData() {
        return Data;
    }

    public void setData(int Data) {
        this.Data = Data;
    }

    public Node getNext() {
        return Next;
    }

    public void setNext(Node Next) {
        this.Next = Next;
    }
}

2、解题思路：

2.1、问题描述：

将单链表数据：0，1，2，3 转为：3，2，1，0

2.2、递归反转法：

• 在反转当前节点之前先反转后续节点。这样从头结点开始，层层深入直到尾结点才开始反转指针域的指向。
• 就是从尾结点开始，逆向反转各个结点的指针域指向。

head：是前一结点的指针域。
head.getNext()：是当前结点的指针域。
reHead：是反转后新链表的头结点（即原来单链表的尾结点）

    /**
     * 递归反转法，从尾结点开始，逆向反转各个结点的指针域指向。
     */
    public static Node Reverse1(Node head) {
        // head看作是前一结点，head.getNext()是当前结点，reHead是反转后新链表的头结点
        if (head == null || head.getNext() == null) {
            return head;// 若为空链或者当前结点在尾结点，则直接还回
        }
        Node reHead = Reverse1(head.getNext());// 先反转后续节点head.getNext()
        head.getNext().setNext(head);// 将当前结点的指针域指向前一结点
        head.setNext(null);// 前一结点的指针域令为null;
        return reHead;// 反转后新链表的头结点
    }

2.3、遍历反转法：

• 从前往后反转各个结点的指针域的指向。
• 将当前节点cur的下一个节点 cur.getNext()缓存到temp后，然后更改当前节点指针指向上一结点pre。
• 也就是说在反转当前结点指针指向前，先把当前结点的指针域用tmp临时保存，以便下一次使用，其过程可表示如下：

pre：上一结点
cur: 当前结点
tmp: 临时结点，用于保存下一结点

    /**
     * 遍历反转法：从前往后反转各个结点的指针域的指向。
     *
     * @param head
     * @return
     */
    public static Node Reverse2(Node head) {
        if (head == null) return head;
        Node pre = head;// 上一结点
        Node cur = head.getNext();// 当前结点
        Node tmp;// 临时结点，用于保存当前结点的指针域（即下一结点）
        while (cur != null) {// 当前结点为null，说明位于尾结点
            tmp = cur.getNext();
            cur.setNext(pre);// 反转指针域的指向
            pre = cur; // 指针往下移动
            cur = tmp;
        }
        // 最后将原链表的头节点的指针域置为null，还回新链表的头结点，即原链表的尾结点
        head.setNext(null);
        return pre;
    }

2.4、具体代码实现：

public class LinkedListReverse01 {
    public static void main(String[] args) {
        Node head = new Node(0);
        Node node1 = new Node(1);
        Node node2 = new Node(2);
        Node node3 = new Node(3);
        head.setNext(node1);
        node1.setNext(node2);
        node2.setNext(node3);

        // 打印反转前的链表
        Node h = head;
        while (null != h) {
            System.out.print(h.getData() + " ");
            h = h.getNext();
        }
       
//        head = Reverse1(head);
        head = Reverse2(head);

        System.out.println("\n**************************");
        // 打印反转后的结果
        while (null != head) {
            System.out.print(head.getData() + " ");
            head = head.getNext();
        }
    }

    /**
     * 递归反转法，从尾结点开始，逆向反转各个结点的指针域指向。
     */
    public static Node Reverse1(Node head) {
        // head看作是前一结点，head.getNext()是当前结点，reHead是反转后新链表的头结点
        if (head == null || head.getNext() == null) {
            return head;// 若为空链或者当前结点在尾结点，则直接还回
        }
        Node reHead = Reverse1(head.getNext());// 先反转后续节点head.getNext()
        head.getNext().setNext(head);// 将当前结点的指针域指向前一结点
        head.setNext(null);// 前一结点的指针域令为null;
        return reHead;// 反转后新链表的头结点
    }

    /**
     * 遍历反转法：从前往后反转各个结点的指针域的指向。
     *
     * @param head
     * @return
     */
    public static Node Reverse2(Node head) {
        if (head == null) return head;
        Node pre = head;// 上一结点
        Node cur = head.getNext();// 当前结点
        Node tmp;// 临时结点，用于保存当前结点的指针域（即下一结点）
        while (cur != null) {// 当前结点为null，说明位于尾结点
            tmp = cur.getNext();
            cur.setNext(pre);// 反转指针域的指向
            pre = cur; // 指针往下移动
            cur = tmp;
        }
        // 最后将原链表的头节点的指针域置为null，还回新链表的头结点，即原链表的尾结点
        head.setNext(null);
        return pre;
    }
}