1,使用栈解决
链表的反转是老生常谈的一个问题了,同时也是面试中常考的一道题。最简单的一种方式就是使用栈,因为栈是先进后出的。实现原理就是把链表节点一个个入栈,当全部入栈完之后再一个个出栈,出栈的时候在把出栈的结点串成一个新的链表。原理如下
import java.util.Stack; public class Solution { public ListNode ReverseList(ListNode head) { Stack<ListNode> stack= new Stack<>(); //把链表节点全部摘掉放到栈中 while (head != null) { stack.push(head); head = head.next; } if (stack.isEmpty()) return null; ListNode node = stack.pop(); ListNode dummy = node; //栈中的结点全部出栈,然后重新连成一个新的链表 while (!stack.isEmpty()) { ListNode tempNode = stack.pop(); node.next = tempNode; node = node.next; } //最后一个结点就是反转前的头结点,一定要让他的next //等于空,否则会构成环 node.next = null; return dummy; } }
2,双链表求解
双链表求解是把原链表的结点一个个摘掉,每次摘掉的链表都让他成为新的链表的头结点,然后更新新链表。下面以链表1→2→3→4为例画个图来看下。
他每次访问的原链表节点都会成为新链表的头结点,最后再来看下代码
public ListNode ReverseList(ListNode head) { //新链表 ListNode newHead = null; while (head != null) { //先保存访问的节点的下一个节点,保存起来 //留着下一步访问的 ListNode temp = head.next; //每次访问的原链表节点都会成为新链表的头结点, //其实就是把新链表挂到访问的原链表节点的 //后面就行了 head.next = newHead; //更新新链表 newHead = head; //重新赋值,继续访问 head = temp; } //返回新链表 return newHead; }
3,递归解决
我们再来回顾一下递归的模板,终止条件,递归调用,逻辑处理。
public ListNode reverseList(参数0) { if (终止条件) return; 逻辑处理(可能有,也可能没有,具体问题具体分析) //递归调用 ListNode reverse = reverseList(参数1); 逻辑处理(可能有,也可能没有,具体问题具体分析) }
终止条件就是链表为空,或者是链表没有尾结点的时候,直接返回
if (head == null || head.next == null) return head;
递归调用是要从当前节点的下一个结点开始递归。逻辑处理这块是要把当前节点挂到递归之后的链表的末尾,看下代码
public ListNode ReverseList(ListNode head) { //终止条件 if (head == null || head.next == null) return head; //保存当前节点的下一个结点 ListNode next = head.next; //从当前节点的下一个结点开始递归调用 ListNode reverse = ReverseList(next); //reverse是反转之后的链表,因为函数reverseList // 表示的是对链表的反转,所以反转完之后next肯定 // 是链表reverse的尾结点,然后我们再把当前节点 //head挂到next节点的后面就完成了链表的反转。 next.next = head; //这里head相当于变成了尾结点,尾结点都是为空的, //否则会构成环 head.next = null; return reverse; }
因为递归调用之后head.next节点就会成为reverse节点的尾结点,我们可以直接让head.next.next = head;,这样代码会更简洁一些,看下代码
public ListNode ReverseList(ListNode head) { if (head == null || head.next == null) return head; ListNode reverse = ReverseList(head.next); head.next.next = head; head.next = null; return reverse; }
这种递归往下传递的时候基本上没有逻辑处理,当往回反弹的时候才开始处理,也就是从链表的尾端往前开始处理的。我们还可以再来改一下,在链表递归的时候从前往后处理,处理完之后直接返回递归的结果,这就是所谓的尾递归,这种运行效率要比上一种好很多
public ListNode ReverseList(ListNode head) { return reverseListInt(head, null); } private ListNode reverseListInt(ListNode head, ListNode newHead) { if (head == null) return newHead; ListNode next = head.next; head.next = newHead; return reverseListInt(next, head); }
尾递归虽然也会不停的压栈,但由于最后返回的是递归函数的值,所以在返回的时候都会一次性出栈,不会一个个出栈这么慢。但如果我们再来改一下,像下面代码这样又会一个个出栈了
public ListNode ReverseList(ListNode head) { return reverseListInt(head, null); } private ListNode reverseListInt(ListNode head, ListNode newHead) { if (head == null) return newHead; ListNode next = head.next; head.next = newHead; ListNode node = reverseListInt(next, head); return node; }
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