看图深入理解单链表的反转

2020-01-26 13:32:21

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供稿：网友

如何把一个单链表进行反转？

方法1：将单链表储存为数组，然后按照数组的索引逆序进行反转。

方法2：使用3个指针遍历单链表，逐个链接点进行反转。

方法3：从第2个节点到第N个节点，依次逐节点插入到第1个节点(head节点)之后，最后将第一个节点挪到新表的表尾。

方法4: 递归(相信我们都熟悉的一点是，对于树的大部分问题，基本可以考虑用递归来解决。但是我们不太熟悉的一点是，对于单链表的一些问题，也可以使用递归。可以认为单链表是一颗永远只有左(右)子树的树，因此可以考虑用递归来解决。或者说，因为单链表本身的结构也有自相似的特点，所以可以考虑用递归来解决)

方法1：

浪费空间。

方法2:

使用p和q两个指针配合工作，使得两个节点间的指向反向，同时用r记录剩下的链表。

p = head;

q = head->next;

head->next = NULL;

现在进入循环体，这是第一次循环。

r = q->next;

q->next = p;

p = q;

q =r;

第二次循环。

r = q->next

q->next = p;

p = q;

q = r

第三次循环。。。。。

具体代码如下

ActList* ReverseList2(ActList* head){	//ActList* temp=new ActList; if(NULL==head|| NULL==head->next) return head; //少于两个节点没有反转的必要。 ActList* p;	ActList* q;	ActList* r; p = head;  q = head->next; head->next = NULL; //旧的头指针是新的尾指针，next需要指向NULL while(q){ r = q->next; //先保留下一个step要处理的指针 q->next = p; //然后p q交替工作进行反向 p = q;  q = r;  }	head=p; // 最后q必然指向NULL，所以返回了p作为新的头指针 return head; }

updated 2014-01-24，重新非IDE环境写了一遍

如果觉得上面的先成环再断环的过程不太好理解，那么可以考虑下面这个办法，增加一个中间变量，使用三个变量来实现。

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; //指向待搬运的节点，即依次指向从第2个节点到最后一个节点的所有节点  ListNode* m=NULL; //充当搬运工作用的节点  ListNode* tail=head->next;  while(r!=NULL){ //bug2 循环语句写错了, while写成了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 忘记了return }

方法3

还是先看图，

从图上观察，方法是：对于一条链表，从第2个节点到第N个节点，依次逐节点插入到第1个节点(head节点)之后，(N-1)次这样的操作结束之后将第1个节点挪到新表的表尾即可。

代码如下:

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;//相当于成环 head=p->next->next;//新head变为原head的next p->next->next=NULL;//断掉环 return head; }

附:

完整的链表创建，显示，反转代码:

//创建:用q指向当前链表的最后一个节点；用p指向即将插入的新节点。//反向:用p和q反转工作，r记录链表中剩下的还未反转的部分。#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;	//类似表达: 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 displayActList* 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;//相当于成环	head=p->next->next;//新head变为原head的next	p->next->next=NULL;//断掉环	return head; }int main(int argc, char* argv[]){//	DisplayList(Create());// DisplayList(ReverseList2(Create()));	DisplayList(ReverseList3(Create()));	return 0;}

方法4: 递归

updated: 2014-01-24

因为发现大部分问题都可以从递归角度想想，所以这道题目也从递归角度想了想。

现在需要把A->B->C->D进行反转，
可以先假设B->C->D已经反转好，已经成为了D->C->B,那么接下来要做的事情就是将D->C->B看成一个整体，让这个整体的next指向A，所以问题转化了反转B->C->D。那么，
可以先假设C->D已经反转好，已经成为了D->C,那么接下来要做的事情就是将D->C看成一个整体，让这个整体的next指向B，所以问题转化了反转C->D。那么，
可以先假设D(其实是D->NULL)已经反转好，已经成为了D(其实是head->D),那么接下来要做的事情就是将D(其实是head->D)看成一个整体，让这个整体的next指向C，所以问题转化了反转D。
上面这个过程就是递归的过程，这其中最麻烦的问题是，如果保留新链表的head指针呢？想到了两个办法。

// 递归版的第一种实现，借助类的成员变量m_phead来表示新链表的头指针。struct ListNode{ int val; ListNode* next; ListNode(int a):val(a),next(NULL){}};class Solution{  ListNode* reverseLinkedList4(ListNode* head){ //输入: 旧链表的头指针  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; //输出: 新链表的尾指针  } ListNode* m_phead=NULL;//member variable defined for reverseLinkedList4(ListNode* head)};

第二个办法是，增加一个引用型参数 new_head，它用来保存新链表的头指针。

struct ListNode{ int val; ListNode* next; ListNode(int a):val(a),next(NULL){}};class Solution{ ListNode* reverseLinkedList5(ListNode* head, ListNode* & new_head){ //输入参数head为旧链表的头指针。new_head为新链表的头指针。  if(head==NULL)   return NULL;  if(head->next==NULL){   new_head=head; //当处理到了旧链表的尾指针，也就是新链表的头指针时，对new_head进行赋值。因为是引用型参数，所以在接下来调用中new_head的值逐层传递下去。   return head;  }  ListNode* new_tail=reverseLinkedList5(head->next,new_head);  new_tail->next=head;  head->next=NULL;  return head; //输出参数head为新链表的尾指针。 }};

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对武林网的支持。

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