反转链表的头插法解析
反转链表代码超详细解析（头插法思路）
这段代码是反转单链表的 迭代最优解（时间复杂度O(n)、空间复杂度O(1)），核心思路是用「头插法」把原链表的节点逐个"搬到"新链表的头部，最终新链表的头就是反转后的结果。下面从「核心逻辑→逐行拆解→步骤演示→关键细节」帮你彻底吃透。
一、先明确两个核心概念
1. 单链表的结构
每个 ListNode 节点包含两部分：
-
val：节点存储的值； -
next：指针（引用），指向后一个节点（链表末尾节点的next为null）。
原链表示例：1 → 2 → 3 → 4 → null（head 指向节点1），反转目标：null ← 1 ← 2 ← 3 ← 4（新头指向节点4）。
2. 算法核心思路（头插法）
把原链表的节点 从前往后逐个取出，每次都插入到「新链表的头部」，相当于反向构建新链表：
-
用
pre记录「新链表的头节点」（初始为空，因为新链表还没节点）； -
用
cur记录「原链表当前要处理的节点」（初始为原链表头head）； -
用
nxt临时保存「原链表的下一个节点」（防止处理当前节点时，原链表"断开"）； -
循环执行：取当前节点→插入新链表头部→移动指针，直到原链表遍历完。
二、代码逐行拆解（带注释）
Java
三、分步演示（用示例链表 1→2→3→4→null）
我们用表格跟踪每一步 pre、cur、nxt 的值和链表结构变化，直观理解反转过程。
初始状态（循环开始前）
| 指针 | 指向节点 | 链表结构（原链表） | 新链表结构 |
|---|---|---|---|
pre |
null |
1 → 2 → 3 → 4 → null |
null |
cur |
1 | ||
nxt |
未定义 |
第一次循环（处理节点1）
-
ListNode nxt = cur.next;→nxt = 2（保存原链表下一个节点）； -
cur.next = pre;→ 节点1的next指向pre（null），此时节点1：1→null； -
pre = cur;→pre = 1（新链表头更新为节点1，新链表：1→null）； -
cur = nxt;→cur = 2（原链表当前节点向后移）。
| 指针 | 指向节点 | 原链表剩余部分 | 新链表结构 |
|---|---|---|---|
pre |
1 | 2 → 3 → 4 → null |
1 → null |
cur |
2 | ||
nxt |
2 |
第二次循环（处理节点2）
-
nxt = cur.next;→nxt = 3（保存节点2的下一个节点）； -
cur.next = pre;→ 节点2的next指向pre（1），此时节点2：2→1； -
pre = cur;→pre = 2（新链表头更新为节点2，新链表：2→1→null）； -
cur = nxt;→cur = 3。
| 指针 | 指向节点 | 原链表剩余部分 | 新链表结构 |
|---|---|---|---|
pre |
2 | 3 → 4 → null |
2 → 1 → null |
cur |
3 | ||
nxt |
3 |
第三次循环（处理节点3）
-
nxt = cur.next;→nxt = 4； -
cur.next = pre;→ 节点3的next指向2，节点3：3→2； -
pre = cur;→pre = 3（新链表：3→2→1→null）； -
cur = nxt;→cur = 4。
| 指针 | 指向节点 | 原链表剩余部分 | 新链表结构 |
|---|---|---|---|
pre |
3 | 4 → null |
3 → 2 → 1 → null |
cur |
4 | ||
nxt |
4 |
第四次循环（处理节点4）
-
nxt = cur.next;→nxt = null（节点4是原链表最后一个节点，下一个为null）； -
cur.next = pre;→ 节点4的next指向3，节点4：4→3； -
pre = cur;→pre = 4（新链表：4→3→2→1→null）； -
cur = nxt;→cur = null（原链表遍历结束，循环终止）。
| 指针 | 指向节点 | 原链表剩余部分 | 新链表结构 |
|---|---|---|---|
pre |
4 | null |
4 → 3 → 2 → 1 → null |
cur |
null |
||
nxt |
null |
循环结束，返回pre
此时pre指向新链表的头节点4，反转后的链表为 4→3→2→1→null，完全符合预期。
四、关键细节与避坑点
1. 为什么必须用nxt保存cur.next？
如果不保存，执行 cur.next = pre 后，cur.next 就指向了新链表（而非原链表的下一个节点），后续无法再找到原链表的剩余节点，导致链表"断开"，遍历终止。nxt 相当于"临时备忘录"，记录原链表的后续路径。
2. 循环终止条件为什么是cur != null？
cur 是原链表的"当前处理节点"：
-
当
cur不为null时，说明还有节点没处理； -
当
cur为null时，原链表所有节点都已插入新链表，循环结束。
3. 为什么返回pre而不是cur？
循环结束时，cur 已经指向null（原链表遍历完），而 pre 指向的是最后一个处理的节点（原链表的尾节点，新链表的头节点），所以返回pre才是反转后的链表头。
4. 边界情况是否覆盖？
-
空链表（
head = null）：cur初始为null，循环不执行，返回pre = null，正确； -
单节点链表（
head = 1→null）：循环执行1次，pre最终指向1，返回1，正确。
五、总结
这段代码的核心是「头插法迭代反转」：
-
用三个指针（
pre、cur、nxt）分工明确：pre管新链表，cur管原链表当前节点，nxt管原链表后续节点； -
每一步都围绕"取节点→反转指针→移动指针"，逻辑闭环；
-
时间复杂度O(n)（遍历一次链表），空间复杂度O(1)（仅用三个指针，不额外占用空间），是最优解法。
记住一句话："保存下一个，反转当前，移动双指针"，就能轻松默写这段代码！如果还是不理解，可以动手画一画每一步的指针变化，可视化后会瞬间清晰。