看圖理解單鏈表的反轉

如何把一個單鏈表進行反轉？

方法1：將單鏈表儲存為數組，然后按照數組的索引逆序進行反轉。

方法2：使用3個指針遍歷單鏈表，逐個鏈接點進行反轉。

方法3：從第2個節點到第N個節點，依次逐節點插入到第1個節點(head節點)之后，最后將第一個節點挪到新表的表尾。

方法4:   遞歸(相信我們都熟悉的一點是，對於樹的大部分問題，基本可以考慮用遞歸來解決。但是我們不太熟悉的一點是，對於單鏈表的一些問題，也可以使用遞歸。可以認為單鏈表是一顆永遠只有左(右)子樹的樹，因此可以考慮用遞歸來解決。或者說，因為單鏈表本身的結構也有自相似的特點，所以可以考慮用遞歸來解決)

 

方法1：

浪費空間。

 

 

方法2:

使用p和q兩個指針配合工作，使得兩個節點間的指向反向，同時用r記錄剩下的鏈表。

 

p = head;

q = head->next;

 

head->next = NULL;

 

現在進入循環體，這是第一次循環。

r = q->next;

q->next = p;

 

p = q;

q =r;

 

第二次循環。

r = q->next

 

q->next = p;    

 

p = q;

 

q = r

第三次循環。。。。。

 

 

具體代碼如下

 

ActList* ReverseList2(ActList* head)
{
    //ActList* temp=new ActList;
 if(NULL==head|| NULL==head->next) return head;    //少於兩個節點沒有反轉的必要。
    ActList* p;
    ActList* q;
    ActList* r;
    p = head;
    q = head->next;
    head->next = NULL; //舊的頭指針是新的尾指針，next需要指向NULL
    while(q){
        r = q->next; //先保留下一個step要處理的指針
        q->next = p; //然后p q交替工作進行反向
        p = q;
        q = r;
    }
    head=p; // 最后q必然指向NULL，所以返回了p作為新的頭指針
    return head;
}

 

updated 2014-01-24，重新非IDE環境寫了一遍
如果覺得上面的先成環再斷環的過程不太好理解，那么可以考慮下面這個辦法，增加一個中間變量，使用三個變量來實現。

struct ListNode{
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int a):val(a),next(NULL){}
};
ListNode* reverseLinkedList3(ListNode* head){
        if(head==NULL||head->next==NULL)
            return  head;
        ListNode* p=head; //指向head
        ListNode* r=head->next; //指向待搬運的節點，即依次指向從第2個節點到最后一個節點的所有節點
        ListNode* m=NULL; //充當搬運工作用的節點
        ListNode* tail=head->next;
        while(r!=NULL){  //bug2 循環語句寫錯了, while寫成了if
            m=r;
            r=r->next;
            m->next=p->next;
            p->next=m;
            //if(r!=NULL)
                //std::cout<<"m="<<m->val<<" ,p="<<p->val<<" ,r="<<r->val<<std::endl;
            //else
                //std::cout<<"m="<<m->val<<" ,p="<<p->val<<" ,r=NULL"<<std::endl;
        }
        head=p->next;
        tail->next=p;
        p->next=NULL;
        tail=p;
        return head; // bug1 忘記了return
    }

 

 

方法3

還是先看圖，

從圖上觀察，方法是：對於一條鏈表，從第2個節點到第N個節點，依次逐節點插入到第1個節點(head節點)之后，(N-1)次這樣的操作結束之后將第1個節點挪到新表的表尾即可。

代碼如下:

 

ActList* ReverseList3(ActList* head)
{
    ActList* p;
    ActList* q;
    p=head->next;
    while(p->next!=NULL){
        q=p->next;
        p->next=q->next;
        q->next=head->next;
        head->next=q;
    }

    p->next=head;//相當於成環
    head=p->next->next;//新head變為原head的next
    p->next->next=NULL;//斷掉環
    return head;
}

 

 

附:

完整的鏈表創建，顯示，反轉代碼:

 

//創建:用q指向當前鏈表的最后一個節點；用p指向即將插入的新節點。
//反向:用p和q反轉工作，r記錄鏈表中剩下的還未反轉的部分。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
using namespace std;

struct ActList
{
    char ActName[20];
    char Director[20];
    int Mtime;
    ActList *next;
};

ActList* head;

ActList*  Create()
{//start of CREATE()
    ActList* p=NULL;
    ActList* q=NULL;
    head=NULL;
    int Time;
    cout<<"Please input the length of the movie."<<endl;
    cin>>Time;
    while(Time!=0){
    p=new ActList;
    //類似表達:  TreeNode* node = new TreeNode;//Noice that [new] should be written out.
    p->Mtime=Time;
    cout<<"Please input the name of the movie."<<endl;
    cin>>p->ActName;
    cout<<"Please input the Director of the movie."<<endl;
    cin>>p->Director;

    if(head==NULL)
    {
    head=p;
    }
    else
    {
    q->next=p;
    }
    q=p;
    cout<<"Please input the length of the movie."<<endl;
    cin>>Time;
    }
    if(head!=NULL)
    q->next=NULL;
    return head;

}//end of CREATE()


void DisplayList(ActList* head)
{//start of display
    cout<<"show the list of programs."<<endl;
    while(head!=NULL)
    {
        cout<<head->Mtime<<"\t"<<head->ActName<<"\t"<<head->Director<<"\t"<<endl;
        head=head->next;
    }
}//end of display


ActList* ReverseList2(ActList* head)
{
    //ActList* temp=new ActList;
 if(NULL==head|| NULL==head->next) return head;
    ActList* p;
    ActList* q;
    ActList* r;
    p = head;
    q = head->next;
    head->next = NULL;
    while(q){
        r = q->next; //
        q->next = p;
        p = q; //
        q = r; //
    }
    head=p;
    return head;
}

ActList* ReverseList3(ActList* head)
{
    ActList* p;
    ActList* q;
    p=head->next;
    while(p->next!=NULL){
        q=p->next;
        p->next=q->next;
        q->next=head->next;
        head->next=q;
    }

    p->next=head;//相當於成環
    head=p->next->next;//新head變為原head的next
    p->next->next=NULL;//斷掉環
    return head;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
//  DisplayList(Create());
//  DisplayList(ReverseList2(Create()));
    DisplayList(ReverseList3(Create()));
    return 0;
}

 

方法4:  遞歸

updated: 2014-01-24

因為發現大部分問題都可以從遞歸角度想想，所以這道題目也從遞歸角度想了想。

現在需要把A->B->C->D進行反轉，
可以先假設B->C->D已經反轉好，已經成為了D->C->B,那么接下來要做的事情就是將D->C->B看成一個整體，讓這個整體的next指向A，所以問題轉化了反轉B->C->D。那么，
可以先假設C->D已經反轉好，已經成為了D->C,那么接下來要做的事情就是將D->C看成一個整體，讓這個整體的next指向B，所以問題轉化了反轉C->D。那么，
可以先假設D(其實是D->NULL)已經反轉好，已經成為了D(其實是head->D),那么接下來要做的事情就是將D(其實是head->D)看成一個整體，讓這個整體的next指向C，所以問題轉化了反轉D。
上面這個過程就是遞歸的過程，這其中最麻煩的問題是，如果保留新鏈表的head指針呢？想到了兩個辦法。

 

// 遞歸版的第一種實現，借助類的成員變量m_phead來表示新鏈表的頭指針。
struct ListNode{
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int a):val(a),next(NULL){}
};

class Solution{
     ListNode* reverseLinkedList4(ListNode* head){ //輸入: 舊鏈表的頭指針
        if(head==NULL)
            return NULL;
        if(head->next==NULL){
            m_phead=head;
            return head;
        }
        ListNode* new_tail=reverseLinkedList4(head->next);
        new_tail->next=head;
        head->next=NULL;
        return head; //輸出: 新鏈表的尾指針
     }
    ListNode* m_phead=NULL;//member variable defined for reverseLinkedList4(ListNode* head)
};

 

 

第二個辦法是，增加一個引用型參數 new_head，它用來保存新鏈表的頭指針。

 

struct ListNode{
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int a):val(a),next(NULL){}
};

class Solution{
    ListNode* reverseLinkedList5(ListNode* head, ListNode* & new_head){ //輸入參數head為舊鏈表的頭指針。new_head為新鏈表的頭指針。
        if(head==NULL)
            return NULL;
        if(head->next==NULL){
            new_head=head; //當處理到了舊鏈表的尾指針，也就是新鏈表的頭指針時，對new_head進行賦值。因為是引用型參數，所以在接下來調用中new_head的值逐層傳遞下去。
            return head;
        }
        ListNode* new_tail=reverseLinkedList5(head->next,new_head);
        new_tail->next=head;
        head->next=NULL;
        return head; //輸出參數head為新鏈表的尾指針。
    }
};