24. 反转链表【递归/双指针】

1. 问题

定义一个函数，输入一个链表的头节点，反转该链表并输出反转后链表的头节点。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL

限制：

0 <= 节点个数 <= 5000

2. 解法 - 递归

2.1 Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        // 递归终止条件
        if (head == null || head.next == null) 
            return head;

        /**
         * 假设链表为1->2->3->4->5
         * 最后一层递归返回的cur就是最后一个节点5
         */
        ListNode cur = reverseList(head.next);
        // 此时的head是4，下面这个操作就是让5指向4，完成一次反转
        // 这里别写成cur.next=head啦，cur就是5，head每层递归中都不一样
        head.next.next = head;
        // 4的next本来是5，现在置为空，防止产生循环
        head.next = null;
        // 返回cur即可
        return cur;
    }
}

2.2 Kotlin

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 * int val;
 * ListNode next;
 * ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    fun reverseList(head: ListNode?): ListNode? {
        // 递归终止条件
        if (head == null || head!!.next == null)
            return head

        /**
         * 假设链表为1->2->3->4->5
         * 最后一层递归返回的cur就是最后一个节点5
         */
        val cur = reverseList(head!!.next)
        // 此时的head是4，下面这个操作就是让5指向4，完成一次反转
        head!!.next.next = head
        // 4的next本来是5，现在置为空，防止产生循环
        head!!.next = null
        // 返回cur即可
        return cur
    }
}

2.3 复杂度分析

时间复杂度：O(n)，n是链表的长度。
空间复杂度：O(n)，由于使用递归，将会使用隐式栈空间，递归深度可能会达到 n 层。

3. 解法 - 双指针迭代

3.1 Java

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        // 指向cur的前一个结点
        ListNode pre = null;
        // cur最先指向head
        ListNode cur = head;
        // tmp工具人用来保存cur的下一个结点
        ListNode tmp = null;

        // cur遍历整个链表，当cur指向空，遍历就结束了
        while (cur != null) {
            tmp = cur.next;
            cur.next = pre;
            pre = cur;
            cur = tmp;
        }

        // 别写成cur了，退出上面的循环之后cur就为空了
        return pre;
    }
}

3.2 Kotlin

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 * int val;
 * ListNode next;
 * ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    fun reverseList(head: ListNode): ListNode? {
        // 指向cur的前一个结点
        var pre: ListNode? = null
        // cur最先指向head
        var cur: ListNode? = head
        // tmp工具人用来保存cur的下一个结点
        var tmp: ListNode? = null

        // cur遍历整个链表，当cur指向空，遍历就结束了
        while (cur != null) {
            tmp = cur!!.next
            cur!!.next = pre
            pre = cur
            cur = tmp
        }

        // 别写成cur了，退出上面的循环之后cur就为空了
        return pre
    }
}
// 测试样例为[]时报错 Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: param_1 must not be null 应该是kotlin不允许参数为空

3.3 复杂度分析

时间复杂度：O(n)，n是链表的长度。
空间复杂度：O(1)。

4. 参考

上一页22. 链表中倒数第k个节点【快慢指针】下一页25. 合并两个排序的链表【递归】

最后更新于3年前