【LeetCode】反转链表（双指针&递归）

206. 反转链表

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 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]

示例 2：

输入：head = [1,2]
输出：[2,1]

示例 3：

输入：head = []
输出：[]

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
• -5000 <= Node.val <= 5000

有些小伙伴可能在初次接触LeetCode的时候对于代码的return会产生疑问，比如下题明明题目说的是返回一个链表，但是代码却返回的是一个节点，其实：LeetCode不用自己输出的，你只要返回正确的头节点就可以了，系统会自己去判断

方法一：双指针

• 首先定义两个指针，pre和cur，其中pre在cur之后
• 然后让pre的next指向cur，实现一个局部的反转
• 然后两个指针同时往后移动一个单位的距离
• 直到pre走到链表的尾部

/**
 * 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) {
       ListNode*cur=NULL,*pre=head;
       while(pre!=NULL){
           ListNode* temp=pre->next;
           pre->next=cur;
           cur=pre;
           pre=temp;
       }
       return cur;
    }
};

方法二：递归

• 首先递归到链表的最后一个节点，该节点就是反转后的头结点
• 此后每次函数在返回的过程中，让当前节点的下一个节点的next指针指向当前节点
• 同时让当前节点的next指针指向NULL，从而实现链表尾部开始的局部反转
• 等到递归函数全部出栈后，链表就反转完成了
• 注意：head的下一个节点必须为空，不然链表中可能会产生环

递归可能比较难理解，下面贴出一位大佬细致的分析，我也是看了才明白

第一轮出栈，head为5，head.next为空，返回5
            第二轮出栈，head为4，head.next为5，执行head.next.next=head也就是5.next=4，
                      把当前节点的子节点的子节点指向当前节点
                      此时链表为1->2->3->4<->5，由于4与5互相指向，所以此处要断开4.next=null
                      此时链表为1->2->3->4<-5
                      返回节点5
            第三轮出栈，head为3，head.next为4，执行head.next.next=head也就是4.next=3，
                      此时链表为1->2->3<->4<-5，由于3与4互相指向，所以此处要断开3.next=null
                      此时链表为1->2->3<-4<-5
                      返回节点5
            第四轮出栈，head为2，head.next为3，执行head.next.next=head也就是3.next=2，
                      此时链表为1->2<->3<-4<-5，由于2与3互相指向，所以此处要断开2.next=null
                      此时链表为1->2<-3<-4<-5
                      返回节点5
            第五轮出栈，head为1，head.next为2，执行head.next.next=head也就是2.next=1，
                      此时链表为1<->2<-3<-4<-5，由于1与2互相指向，所以此处要断开1.next=null
                      此时链表为1<-2<-3<-4<-5
                      返回节点5
            出栈完成，最终头节点5->4->3->2->1

实现代码：

/**
 * 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==NULL||head->next==NULL){
          return head;
      }
      ListNode* ans=reverseList(head->next);
      head->next->next=head;
      head->next=NULL;
      return ans;
    }
};