LeetCode Hot100（19/100）——206. 反转链表

文章目录

• • 一、题目描述
  • 二、问题本质与考察点
  • 三、思维导图
  • 四、迭代解法（Iterative Approach）
  • • 1. 原理说明
    • 2. 流程图示意
    • 3. Java 实现代码
    • 4. 时间与空间复杂度分析
  • 五、递归解法（Recursive Approach）
  • • 1. 原理说明
    • 2. 时序图说明递归流程
    • 3. Java 实现代码
    • 4. 时间与空间复杂度分析
  • 六、两种解法对比总结

一、题目描述

给定一个单链表的头节点 head，请将该链表反转，并返回反转后的链表头节点。

示例：

输入：head = [1, 2, 3, 4, 5]

输出：[5, 4, 3, 2, 1]

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二、问题本质与考察点

这道题是链表操作的入门题，核心考察的是：

1. 对链表节点指针的操作理解；
2. 指针反转逻辑；
3. 如何用迭代或递归的思维去解决。

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三、思维导图

下面是本题的知识结构与思路概览：
反转链表
原理
数据结构：单链表
核心操作：指针翻转
解法类型
迭代法
递归法
分析
n
空间复杂度 O(1) 或 O(n)（递归）
关键难点
指针变化过程理解

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四、迭代解法（Iterative Approach）

1. 原理说明

迭代法的思路非常直观：

从链表的头节点开始，逐节点反转它们的 next 指针方向，直到链表末尾。

要使用三个指针变量：

• prev：指向当前节点的前一个节点（初始为 null）
• cur：指向当前遍历的节点
• next：保存当前节点的下一个节点

每一步操作如下：

1. 保存下一个节点：next = cur.next
2. 反转指针方向：cur.next = prev
3. 前移指针：prev = cur
4. cur 指向下一个节点：cur = next

直到 cur 为空，此时 prev 即为反转后的链表新头节点。

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2. 流程图示意

是
否
开始
初始化 prev = null, cur = head
cur != null?
保存 next = cur.next
反转 cur.next = prev
移动 prev = cur
移动 cur = next
返回 prev
结束

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3. Java 实现代码

public class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode next = cur.next;
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = next;
        }
        return prev;
    }
}

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4. 时间与空间复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 为链表节点数，每个节点只遍历一次。
• 空间复杂度：O(1)，使用常量级辅助变量，不占额外空间。

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五、递归解法（Recursive Approach）

1. 原理说明

递归法的思想是：

• 将当前节点之后的链表反转；
• 把当前节点接到反转后的尾部。

递归的关键在于： 反转子链表后，调整指针方向。

假设 head 指向链表头，调用 reverseList(head.next) 得到反转后的子链表 newHead。

再将当前节点 head 接在子链表尾部：

head.next.next = head;
head.next = null;

最后返回 newHead 即可。

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2. 时序图说明递归流程

reverseList Main reverseList Main 调用 reverseList(head) 递归到链表末尾 返回反转后的 newHead 调整当前节点指针方向 返回新的头节点

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3. Java 实现代码

public class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        // 递归终止条件：空链或单节点
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        ListNode newHead = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return newHead;
    }
}

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4. 时间与空间复杂度分析

• 时间复杂度：O(n)，每个节点访问一次。
• 空间复杂度：O(n)，递归调用栈深度为链表长度。

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六、两种解法对比总结

解法方式	思路特点	时间复杂度	空间复杂度	适用场景
迭代法	指针循环反转，逻辑清晰且高效	O(n)	O(1)	推荐做法
递归法	利用函数栈反转链表，更简洁但占栈空间	O(n)	O(n)	理解递归思维