踏入深度探索，解析链表反转奥妙：迭代法与递归法并驾齐驱

2023-09-03 13:58:54

在计算机科学中，链表是一种常见的数据结构，它由一系列节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表反转是指将链表中节点的顺序颠倒过来，使其尾节点成为头节点，头节点成为尾节点。链表反转在许多应用中都很重要，例如排序、查找和合并链表。

链表反转有多种方法，其中两种最常见的方法是迭代法和递归法。迭代法是一种通过反复遍历链表来实现链表反转的方法，而递归法是一种通过调用自身来实现链表反转的方法。

迭代法

迭代法是链表反转最简单的方法之一。它的基本思想是使用两个指针，一个指针指向当前节点，另一个指针指向下一个节点。然后，将当前节点的下一个指针指向前一个节点，并将前一个节点的下一个指针指向当前节点。这样，当前节点就变成了前一个节点，而前一个节点就变成了当前节点。重复这个过程，直到到达链表的尾节点。

图解思路：

1->2->3->4->5

5->4->3->2->1

head=5
head.next = 4
4.next = 3
3.next = 2
2.next = 1
1.next = None

反转链表：
head=5
head.next = 4
4.next = 3
3.next = 2
2.next = 1
1.next = None

代码如下：

def reverse_list_iterative(head):
  """
  反转链表（迭代法）

  参数：
    head: 链表的头节点

  返回：
    反转后的链表的头节点
  """

  # 初始化两个指针，一个指向当前节点，一个指向下一个节点
  current = head
  next = None

  # 反转链表
  while current is not None:
    # 将下一个节点保存起来
    next = current.next

    # 将当前节点的下一个指针指向前一个节点
    current.next = prev

    # 将前一个节点移动到当前节点
    prev = current

    # 将当前节点移动到下一个节点
    current = next

  # 返回反转后的链表的头节点
  return prev

递归法

递归法是链表反转的另一种常见方法。它的基本思想是将链表分成两部分，然后递归地反转每一部分。最后，将两部分连接起来，就得到了反转后的链表。

代码如下：

def reverse_list_recursive(head):
  """
  反转链表（递归法）

  参数：
    head: 链表的头节点

  返回：
    反转后的链表的头节点
  """

  # 如果链表为空或只有一个节点，直接返回
  if head is None or head.next is None:
    return head

  # 递归地反转链表的剩余部分
  rest = reverse_list_recursive(head.next)

  # 将当前节点的下一个指针指向反转后的链表的尾节点
  head.next.next = head

  # 将当前节点的下一个指针指向空
  head.next = None

  # 返回反转后的链表的头节点
  return rest