反转链表的两种解决方案：循环与递归

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2024-01-31 15:31:56

探索链表反转：循环与递归方法

链表反转简介

链表是一种重要的数据结构，由一系列相互连接的节点组成，每个节点包含一个数据值和一个指向下一个节点的指针。链表反转涉及将链表中节点的顺序从头到尾颠倒过来。这个操作在数据处理和算法中十分常见。

循环方法

循环方法是反转链表最简单直接的方式。它通过遍历链表并修改每个节点的指针来实现。

算法步骤：

初始化两个指针，prev 指向前一个节点，current 指向当前节点。
遍历链表，将 current 节点的 next 指针指向 prev。
更新 prev 和 current 指针，使 prev 指向 current，current 指向下一个节点。
循环直至 current 为 null。
返回新的链表头结点，即原链表的尾结点。

Python 实现：

def reverse_list(head):
    prev = None
    current = head
    
    while current:
        next_node = current.next
        current.next = prev
        prev = current
        current = next_node
    
    return prev

Java 实现：

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    ListNode prev = null;
    ListNode current = head;
    
    while (current != null) {
        ListNode nextNode = current.next;
        current.next = prev;
        prev = current;
        current = nextNode;
    }
    
    return prev;
}

递归方法

递归方法通过将链表递归地分解为更小的子链表并反转这些子链表来反转链表。

算法步骤：

如果链表为空或只有一个节点，直接返回链表头结点。
递归地反转链表的剩余部分。
将链表的尾结点 current 的 next 指针指向链表的头结点 head。
将 head 的 next 指针指向 null。
返回反转后的链表头结点。

Python 实现：

def reverse_list_recursive(head):
    if head is None or head.next is None:
        return head
    
    reversed_rest = reverse_list_recursive(head.next)
    head.next.next = head
    head.next = None
    
    return reversed_rest

Java 实现：

public ListNode reverseListRecursive(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null) {
        return head;
    }
    
    ListNode reversedRest = reverseListRecursive(head.next);
    head.next.next = head;
    head.next = null;
    
    return reversedRest;
}