(链表专题) 206. 反转链表 ——【Leetcode每日一题】

206. 反转链表

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。

示例 1：

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

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
• -5000 <= Node.val <= 5000

**进阶：**链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？

思路：

法一：头插法：

• 在遍历链表时，将当前节点的 next指针改为指向前一个节点；
• 由于节点没有引用其前一个节点，因此必须事先存储其前一个节点；
• 在更改引用之前，还需要存储后一个节点；
• 最后返回新的头引用。

法二：递归

• 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 reList ；
• 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 指针指向当前节点；
• 同时让当前结点的 next 指针指向 `NULL ，从而实现从链表尾部开始的局部反转；
• 当递归函数全部出栈后，链表反转完成。

代码：(Java、C++)

法一：头插法
Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode reList = null, pre = head;
        while(head != null){
            head = head.next;
            pre.next = reList;
            reList = pre;
            pre = head;
        }
        return reList;
    }
}

C++

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode* reList = NULL;
        ListNode* pre = head;
        while(head != NULL){
            head = head->next;
            pre->next = reList;
            reList = pre;
            pre = head;
        }
        return reList;
    }
};

法二：递归

Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode() {}
 *     ListNode(int val) { this.val = val; }
 *     ListNode(int val, ListNode next) { this.val = val; this.next = next; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {//尾插法
       if(head == null || head.next == null){
           return head;
       }
       ListNode reList = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
       head.next = null;
       return reList;
    }
}

C++

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {//头插法
        if(head == NULL || head->next == NULL){
            return head;
        }
        ListNode* reList = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = NULL; 
        return reList;
    }
};

运行结果：

复杂度分析：

• 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：$O(1)$，法一是$O(1)$，法二是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。

题目来源：力扣。

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