【反轉單鏈表】一篇就夠了

·單鏈表反轉

這次講單鏈表反轉，main方法：

public static void main(String[] args) {
    // 新建鏈表
    LinkNode l = getALinkList(5);
    LinkNode cur;

    // 若為帶頭節點的鏈表，取消這段注釋
    // cur = new LinkNode(-1);
    // cur.next = l;
    // l = cur;

    cur = l;
    // 反轉前打印
    while (cur != null){
        System.out.print(cur.val+" ");
        cur = cur.next;
    }
    // 反轉		
    cur = reverse1(l);
    // 反轉后打印
    System.out.println();
    while (cur != null){
        System.out.print(cur.val+" ");
        cur = cur.next;
    }
}

getALinkList方法：

// 創建有 len 個節點的鏈表，val 為0-99隨機數
private static LinkNode getALinkList(int len){
    Random random = new Random();
    LinkNode l = new LinkNode(random.nextInt(99));
    LinkNode cur = l;
    for (int i = 0; i < len - 1 ; i++) {
        cur.next = new LinkNode(random.nextInt(99));
        cur = cur.next;
    }
    return l;
}

鏈表節點：

public class LinkNode {
    public int val;
    public LinkNode next = null;

    public LinkNode(int val){
        this.val = val;
    }
}

鏈表反轉一般有三種方法，原地反轉，頭插法反轉，遞歸反轉。其中遞歸反轉最簡單簡潔，但是空間復雜度更高。下面分別介紹。

1. 原地反轉

   

   首先讓pre的next指向cur的next；再讓cur的next指向頭節點的下一個結點；這時已經反轉了結點，此時鏈表第一個結點變成了當前反轉的結點；再讓頭節點的next指向cur；最后移動cur到下一個要反轉的結點。重復上述步驟，直到cur為null。此時頭節點也指向最后一個節點了。

   帶頭節點的鏈表：

   static LinkNode reverse1(LinkNode l){
       if(l.next == null || l.next.next == null){
           return l;
       }
       LinkNode pre = l.next;  // pre 不動, 移動頭節點
       LinkNode cur = pre.next;
       while(cur != null){
           pre.next = cur.next;
           cur.next = l.next;
           l.next = cur;
           cur = pre.next;
       }
       return l;
   }
   

   不帶頭結點的鏈表：

   一樣的做法一個指向pre，一個指向cur。而且比有頭節點的更加簡單。

   public LinkNode reverse2(LinkNode l){
       LinkNode pre = l;
       LinkNode cur = pre.next;
       while(cur != null){
           LinkNode next = cur.next;
           cur.next = pre;
           pre = cur;
           cur = next;
       }
       l.next = null;  // 記得將最開始的頭節點指向null，否則形成環路
       return pre;
   }
   

2. 利用頭插法反轉

   新建一個鏈表，遍歷原鏈表，用頭插法插入到新鏈表中。

   值得注意的是，在遍歷開始前，還要斷開第一個結點和第二個結點之間的鏈。初始化工作做完后，從第二個結點開始遍歷鏈表，依次插入新鏈表中，即實現反轉。

   

   帶頭節點的鏈表：

   static LinkNode reverse3(LinkNode l){
       if(l.next == null || l.next.next == null){
           return l;
       }
       LinkNode cur = l.next.next;
       LinkNode next;
       l.next.next = null;
       while (cur != null){
           next = cur.next;
           cur.next = l.next;
           l.next = cur;
           cur = next;
       }
       return l;
   }
   

   不帶頭結點的鏈表：

   static LinkNode reverse4(LinkNode l){
       if(l == null || l.next == null){
           return l;
       }
       LinkNode cur = l.next;
       LinkNode next;
       l.next = null;
       while (cur != null){
           next = cur.next;
           cur.next = l;
           l = cur;
           cur = next;
       }
       return l;
   }
   

3. 遞歸反轉

   直接遞歸得到最后一個節點，然后每層就是將這個節點的下一個節點指向這個節點，這個節點指向null，最后返回末尾節點。（不帶頭節點）

   static LinkNode reverse5(LinkNode l){
       if(l == null || l.next == null){
           return l;
       }
       LinkNode p = reverse5(l.next);
       l.next.next = l;
       l.next = null;
       return p;
   }