leetcode206反转链表|详细算法讲解学习

题目

https://leetcode.cn/problems/reverse-linked-list/

这道题对于刚开始学习数据结构和算法的人来说有点难,是入门的重要典型题目;但等数据结构入门之后,这就会是一道非常简单的题目了。

算法一(算法正确但超出时间限制)

cpp 复制代码
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    int lengthLink(ListNode* head){
        ListNode* p=head;
        int len=0;
        while(p){
            if(p){
                len++;
                p=p->next;
            }else{
                return len;
            }            
        }
        return len;
    }
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head==nullptr)
            return head;
        int len=lengthLink(head);
        ListNode*p=head;
        for(int i=1;i<len-1;i++){
            p=p->next;
        }
        ListNode* res=head;
        for(int i=1;i<len;i++){
            res=res->next;
        }
        ListNode* q=p->next;
        ListNode* L=new ListNode();
        L->next=head;
        while(len!=2){
            ListNode* pre=L;
            q->next=p;
            q=p;
            for(int i=1;i<len-1;i++){
                pre=pre->next;
            }
            p=pre;
            len--;
        }
        p->next=nullptr;
        delete L;
        return res;
    }
};

逻辑思路

cs 复制代码
    int lengthLink(ListNode* head){
        ListNode* p=head;
        int len=0;
        while(p){
            if(p){
                len++;
                p=p->next;
            }else{
                return len;
            }            
        }
        return -1;
    }

这个函数是用来计算链表的长度的。将head传入,会返回链表的长度。

求出链表的长度len,之后len会变化,用来表示原链表中未反转的部分的节点的长度

下面是算法主体的逻辑思路:

以下面的链表为例:

使指针p指向倒数第二个节点,使q指向p的下一个节点,也就是倒数第一个节点。

q->next=p;

q=p;

q指向的节点的指针域指向p指向的节点

指针q指到p指向的节点上

但是这个时候,没法控制p前面的那个节点,所以就需要一个指针pre。

申请一个空节点L作为头结点指向head,使pre刚开始的时候指向L,每次循环遍历到p之前的那个节点。假设p指向倒数第i个节点,pre就循环遍历指向第i+1个节点。

pre指向了p的前一个节点后,让p指向pre指向的节点。然后继续逆置下一个链表的箭头的方向。

但是,反转链表后,怎么返回这个链表呢?要在还没开始进行链表反转时,使用一个指针res指向尾节点。等最后箭头方向都修改了之后,返回res即可。

代码如下:

cs 复制代码
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head==nullptr)
            return head;
        int len=lengthLink(head);
        ListNode*p=head;
        for(int i=1;i<len-1;i++){
            p=p->next;
        }
        ListNode* res=head;
        for(int i=1;i<len;i++){
            res=res->next;
        }
        ListNode* q=p->next;
        ListNode* L=new ListNode();
        L->next=head;
        while(len!=2){
            ListNode* pre=L;
            q->next=p;
            q=p;
            for(int i=1;i<len-1;i++){
                pre=pre->next;
            }
            p=pre;
            len--;
        }
        p->next=nullptr;
        delete L;
        return res;
    }

算法二 双指针

首先使用cur指针指向head节点。

在反转链表的过程中,需要指向当前节点的前一个节点 ,用来改变链表节点的指向。

使用指针pre定义在cur的前面

在初始化的时候:

cur=head;

pre=null;

将pre初始为Null,是为了将第一个节点改变指向,指向为Null。

代码如下:

cpp 复制代码
/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head==nullptr||head->next==nullptr)
            return head;
        ListNode* cur=head;
        ListNode* pre=nullptr;
        while(cur!=nullptr){
            ListNode* temp=cur->next;
            cur->next=pre;
            pre=cur;
            cur=temp;
        }
        return pre;
    }
};

方法二和方法一类似,pre和cur类似于p和q,方法一中的pre的作用是为了从后向前执行任务,方法二中的temp的作用是为了从前往后执行任务。

方法三 递归

cpp 复制代码
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if(head==nullptr||head->next==nullptr)
            return head;
        ListNode* newHead = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = nullptr;
        return newHead;
    }
};
相关推荐
明月看潮生11 分钟前
青少年编程与数学 02-016 Python数据结构与算法 12课题、递归
python·算法·青少年编程·编程与数学
细心的莽夫24 分钟前
Docker学习笔记
运维·笔记·后端·学习·docker·容器
.格子衫.26 分钟前
008二分答案+贪心判断——算法备赛
开发语言·c++·算法
Hi__35 分钟前
[蓝桥杯 2023 省 A] 平方差
算法·蓝桥杯
小媛早点睡39 分钟前
贪心算法 day08(加油站+单调递增的数字+坏了的计算机)
算法·贪心算法
weixin_457885821 小时前
DeepSeek的神经元革命:穿透搜索引擎算法的下一代内容基建
人工智能·算法·搜索引擎·deepseek·虎跃办公
虾球xz1 小时前
游戏引擎学习第217天
c++·学习·游戏引擎
Always_away1 小时前
数据库系统概论|第三章:关系数据库标准语言SQL—课程笔记3
数据库·笔记·sql·学习
Seon塞翁1 小时前
2025年Q1 AI 学习应用总结
人工智能·学习
不吃洋葱.2 小时前
力扣448.找到数组中所有消失的元素
数据结构·算法·leetcode