《剑指offer刷题笔记》23、反转链表【c++详细题解】

题目

定义一个函数，输入一个链表的头结点，反转该链表并输出反转后链表的头结点。

思考题：

• 请同时实现迭代版本和递归版本。

样例

输入:1->2->3->4->5->NULL

输出:5->4->3->2->1->NULL

思路1

(链表操作，迭代)
翻转即将所有节点的next指针指向前驱节点。
由于是单链表，我们在迭代时不能直接找到前驱节点，所以我们需要一个额外的指针保存前驱节点。同时在改变当前节点的next指针前，不要忘记保存它的后继节点。

空间复杂度分析：遍历时只有3个额外变量，所以额外的空间复杂度是
时间复杂度分析：只遍历一次链表，时间复杂度是。

代码1

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        ListNode *pre = NULL;
        ListNode *cur = head;
        while(cur)
        {
            ListNode *next = cur->next; //保留后继节点
            cur->next = pre; //当前节点指向前驱节点
            pre = cur, cur = next;
        }
        return pre;
    }
};

思路2

(链表操作，递归)
首先我们先考虑 ​​​reverseList​​​ 函数能做什么，它可以翻转一个链表，并返回新链表的头节点，也就是原链表的尾节点。
所以我们可以先递归处理​​​reverseList(head->next)​​​，这样我们可以将以​​head->next​​​为头节点的链表翻转，并得到原链表的尾节点​​tail​​​，此时​​head->next​​​是新链表的尾节点，我们令它的​​next​​​指针指向​​head​​​，并将​​head->next​​​指向空即可将整个链表翻转，且新链表的头节点是​​tail​​。

空间复杂度分析：总共递归 层，系统栈的空间复杂度是 ，所以总共需要额外 的空间。
时间复杂度分析：链表中每个节点只被遍历一次，所以时间复杂度是 。

代码2

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if (!head || !head->next) return head;
        ListNode *tail = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = nullptr;
        return tail;
    }
};