Leetcode的AC指南 —— 链表：206. 反转链表

摘要：
Leetcode的AC指南 —— 链表：206. 反转链表。题目介绍：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。

一、题目

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题目介绍：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。

力扣题目链接

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？

二、解析

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如果再定义一个新的链表，实现链表元素的反转，其实这是对内存空间的浪费。

其实只需要改变链表的next指针的指向，直接将链表反转 ，而不用重新定义一个新的链表，如图所示:

1、双指针法

我们拿有示例中的链表来举例，如动画所示：（纠正：动画应该是先移动pre，在移动cur）

首先定义一个cur指针，指向头结点，再定义一个pre指针，初始化为null。

然后就要开始反转了，首先要把 cur->next 节点用tmp指针保存一下，也就是保存一下这个节点。

为什么要保存一下这个节点呢，因为接下来要改变 cur->next 的指向了，将cur->next 指向pre ，此时已经反转了第一个节点了。

接下来，就是循环走如下代码逻辑了，继续移动pre和cur指针。

最后，cur 指针已经指向了null，循环结束，链表也反转完毕了。 此时我们return pre指针就可以了，pre指针就指向了新的头结点。

	public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode cur = head;
        ListNode temp = null;
        while (cur != null) {
            temp = cur.next;// 保存下一个节点
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = temp;
        }
        return prev;
    }

• 时间复杂度: O(n)
• 空间复杂度: O(1)

2、递归法

a. 从前向后翻转指针发的递归
递归法相对抽象一些，但是其实和双指针法是一样的逻辑，同样是当cur为空的时候循环结束，不断将cur指向pre的过程。

关键是初始化的地方，可能有的同学会不理解， 可以看到双指针法中初始化 cur = head，pre = NULL，在递归法中可以从如下代码看出初始化的逻辑也是一样的，只不过写法变了。

具体可以看代码（已经详细注释），双指针法写出来之后，理解如下递归写法就不难了，代码逻辑都是一样的。

	// 每次从链表中摘下一个节点，作为pre的头节点。
	public ListNode reverseList(ListNode head) {
        return reverse(null, head);
    }

    private ListNode reverse(ListNode prev, ListNode cur) {
        if (cur == null) {
            return prev;
        }
        ListNode temp = null;
        temp = cur.next;// 先保存下一个节点
        cur.next = prev;// 反转
        // 更新prev、cur位置
        // prev = cur;
        // cur = temp;
        return reverse(cur, temp);
    }

• 时间复杂度: O(n), 要递归处理链表的每个节点
• 空间复杂度: O(n), 递归调用了 n 层栈空间

b.从后向前翻转指针的递归
我们可以发现，上面的递归写法和双指针法实质上都是从前往后翻转指针指向，其实还有另外一种与双指针法不同思路的递归写法：从后往前翻转指针指向。

具体代码如下（带详细注释）：

	// 从后向前递归，是我自己写不出来的方法，好抽象
	ListNode reverseList(ListNode head) {
        // 边缘条件判断
        if(head == null) return null;
        if (head.next == null) return head;
        
        // 递归调用，翻转第二个节点开始往后的链表
        ListNode last = reverseList(head.next);
        // 翻转头节点与第二个节点的指向
        head.next.next = head;
        // 此时的 head 节点为尾节点，next 需要指向 NULL
        head.next = null;
        return last;
    } 

三、总结

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我的题解：

//做完后反应过来是用了双指针
 public ListNode reverseList(ListNode head) { // 双指针
        if(head == null) return head;

        ListNode pre = head;
        ListNode cur = pre.next;
        while (cur != null){
            pre.next = cur.next;
            cur.next = head;
            head = cur;
            cur = pre.next;
        }
        return head;
    }