从零开始轻松搞懂链表反转的两种方式

后端

2023-08-22 00:35:55

链表反转：揭秘两种常见方法

前言

在数据结构的领域中，链表反转是一项基本而关键的操作。它涉及将链表中元素的顺序颠倒，为各种编程挑战和算法优化奠定基础。本文将深入探讨链表反转的两种常用方法：迭代法和递归法。

什么是链表？

链表是一种线性数据结构，由一系列相互连接的节点组成。每个节点包含一个数据元素和一个指向下一个节点的指针。链表因其灵活性而闻名，因为它允许在不移动现有元素的情况下轻松地插入或删除元素。

什么是链表反转？

链表反转是将链表中元素的顺序从头到尾反转的过程。反转后，链表中元素的顺序恰好相反。

迭代法

迭代法是一种逐个遍历链表中的节点并反转其指针方向的简单方法。

步骤：
1. 初始化两个指针：current 指向链表的第一个节点，previous 指向 null。
2. 循环遍历链表，直到 current 指向 null 为止：
  - 将 current 的 next 指针指向 previous。
  - 将 previous 指针指向 current。
  - 将 current 指针移动到下一个节点。
3. 将 head 指针指向 previous，它现在指向反转后的链表的第一个节点。

def reverse_list_iterative(head):
    current = head
    previous = None

    while current:
        next_node = current.next
        current.next = previous
        previous = current
        current = next_node

    return previous

递归法

递归法采用分而治之的方法，将链表反转为更小的子问题。

步骤：
1. 如果链表为空或只有一个节点，直接返回。
2. 递归反转链表的余下部分，并返回反转后的链表的尾节点。
3. 将当前节点的 next 指针指向反转后的链表的尾节点。
4. 将当前节点的 next 指针指向 null。
5. 返回当前节点。

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

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

    return new_head