面试算法-链表-反转链表(golang、c++)

1、题目

2、解题思路

[2.1 遍历、迭代](#2.1 遍历、迭代)

[2.2 递归](#2.2 递归)

3、源代码

[3.1 c++](#3.1 c++)

[3.2 golang](#3.2 golang)

4、复杂度分析

[4.1 遍历、迭代法](#4.1 遍历、迭代法)

[4.2 迭代法](#4.2 迭代法)

1、题目

链表是一种常用的数据结构，链表的特点是插入、删除节点的效率非常高，因为他不需要移动其他任何元素，只需要改变节点的指向接口，但是他的缺点也很明显，访问任意节点，都需要从链表头遍历，时间复杂度O(n)。

题目：给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例一：

复制代码

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例二：

复制代码

输入：head = []
输出：[]

2、解题思路

2.1 遍历、迭代

这种方法，说的直白点，就是硬拧，把链表指向掉头。

解题过程：

从头结点开始，遍历每个节点。
保存当前节点的下一个节点cur_next。
将当前节点的next指向前一个节点pre，
将pre指向当前节点，将当前节点执行cur_next。
返回新链表头结点。

2.2 递归

递归的本质在于反向工作，假设有链表：

n1->n2-> n3->......->nk->nk+1->......->nm.

nk之后的链表已经逆序完成，现在只需要将nk+1节点的next指向nk即可，为了避免nk、nk+1两个节点互指，也需要将nk的next指向null。

3、源代码

3.1 c++

遍历、迭代：

cpp 复制代码

struct ListNode
{
    int data;
    ListNode *next;
};
// 反转链表-遍历、迭代
ListNode *reverseList(ListNode *head)
{
    ListNode *pre = nullptr;
    ListNode *cur = head;
    if (head == nullptr || head->next == nullptr)
    {
        return head;
    }
    while (cur)
    {
        ListNode *next = cur->next;
        cur->next = pre;
        pre = cur;
        cur = next;
    }
    return pre;
}

递归法：

cpp 复制代码

// 反转链表-递归
ListNode *reverseList2(ListNode *head)
{
    ListNode *cur = nullptr;
    if (head == nullptr || head->next == nullptr)
    {
        return head;
    }
    cur = reverseList2(head->next);
    head->next->next = head;
    head->next = nullptr;
    return cur;
}

3.2 golang

遍历法：

Go 复制代码

func Reverse(head *ListNode) *ListNode {
	var pre, next *ListNode
	cur := head
	for cur != nil {
		next = cur.Next
		cur.Next = pre
		pre = cur
		cur = next
	}
	return pre
}

递归法：

Go 复制代码

// 反转链表--递归
func Reverse2(head *ListNode) *ListNode {
	if head == nil || head.Next == nil {
		return head
	}
	newNode := Reverse2(head.Next)
	head.Next.Next = head
	head.Next = nil // 防止循环
	return newNode
}

4、复杂度分析

4.1 遍历、迭代法

时间复杂度：遍历法，需要遍历整个链表，因此时间复杂度为：O(n)，n为链表长度。

空间复杂度：程序运行整个过程中，没有申请新的内存，因此空间复杂度为：O(1)。

4.2 迭代法

时间复杂度：递归算法仍然需要遍历整个链表，因此时间复杂度为：O(n)，n为链表长度。

空间复杂度：递归需要申请栈空间来保存函数调用关系，因此空间复杂度为：O(n)，最多n层调用。