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
半兽先生6 分钟前
大模型技术开发与应用——4.大模型提示词工程实战
人工智能·算法
wuminyu37 分钟前
JUC组件逐层剥离与深度剖析
java·linux·c语言·jvm·c++·算法
宁风NF44 分钟前
JavaScript:内存、垃圾回收、性能优化
开发语言·前端·javascript·学习·性能优化·es6
hhzz1 小时前
机器学习-算法模型系列文章:07-SVM 一巴掌拍出来的超平面:SVM核函数选错,再干净的数据也救不了你
算法·机器学习·支持向量机
编程圈子1 小时前
电机驱动开发学习22. 霍尔电角度标定(自动/手动标定与Flash固化)
驱动开发·学习
geovindu1 小时前
java: Gale-Shapley Algorithm
java·开发语言·后端·算法
m4Rk_2 小时前
【论文阅读】Agent 记忆机制(26):Infini Memory——将长期记忆维护成可读写的主题文档
论文阅读·人工智能·学习·开源·github
冻柠檬飞冰走茶2 小时前
PTA基础编程题目集 7-34 通讯录的录入与显示(C语言实现)
c语言·开发语言·数据结构·算法
zander2582 小时前
LeetCode 79. 单词搜索
算法·深度优先
老洋葱Mr_Onion2 小时前
【C++】高精度模板
开发语言·c++·算法