反转链表：算法、最佳实践和面试难题解决方案

导言

链表是数据结构中的基石，在处理线性数据时发挥着至关重要的作用。其中，反转链表是最常见的操作之一，广泛应用于各种编程场景中。本文将深入探讨反转链表算法，涵盖最佳实践和LeetCode面试难题的解决方案。

反转链表算法

反转链表算法的目标是将链表中的节点顺序颠倒。有两种主要方法可以实现这一目标：递归和迭代。

递归算法

递归算法采用自上而下的方法，将问题分解为较小的子问题。对于反转链表，我们可以将问题分解为以下步骤：

1. 递归反转剩余的链表（头节点除外）。
2. 将当前节点指向反转后的链表。
3. 将反转后的链表的尾节点指向当前节点。

def reverse_linked_list_recursive(head):
    if not head or not head.next:
        return head

    new_head = reverse_linked_list_recursive(head.next)
    head.next.next = head
    head.next = None

    return new_head

迭代算法

迭代算法采用自下而上的方法，逐个节点地反转链表。步骤如下：

1. 将当前节点的下一个节点存储在临时变量中。
2. 将当前节点的下一个节点指向反转后的链表。
3. 将反转后的链表的头节点指向当前节点。
4. 将当前节点移动到下一步。

def reverse_linked_list_iterative(head):
    prev = None
    current = head

    while current:
        next_node = current.next
        current.next = prev
        prev = current
        current = next_node

    return prev

最佳实践

在选择反转链表算法时，需要考虑以下最佳实践：

• 对于短链表，递归算法通常更简洁、更易于理解。
• 对于长链表，迭代算法更有效率，因为递归会导致额外的函数调用开销。

LeetCode面试难题

206. 反转链表

给定一个链表的头节点，反转链表并返回反转后的头节点。

def reverse_list(head):
    prev = None
    current = head

    while current:
        next_node = current.next
        current.next = prev
        prev = current
        current = next_node

    return prev

结论

反转链表算法是链表操作中的一个基本操作，在数据处理和算法设计中有着广泛的应用。理解递归和迭代两种算法的优缺点，并遵循最佳实践，可以帮助您高效地解决反转链表问题，包括LeetCode面试难题。