这是一道经常出现在Leetcode和面试中的链表基础题:
给定指向链表头节点的指针,任务是反转链表。我们需要通过更改节点之间的链接来反转列表。
例如:
如果只是简单的反转链表,我们可以创建一个列表并遍历链表,将遍历的元素储存到列表当中,最后倒序的从列表中提取元素并建立一个全新的链表。然而,这种方法的问题在于需要额外的空间去存储链表中的元素,且至少需要遍历两次(一次储存元素,一次倒序提取元素),这显然不是最聪明的做法。
今天我们就来分享几个简单好理解的,且空间复杂度为O(1)的算法:
迭代法 :
- 初始化三个指针 prev 为 NULL,curr 为 head,next 为 NULL。
- 遍历链表。在循环中,执行以下操作。
//在改变当前节点的下一个节点之前,先获取到下一个节点,即next = curr->next
//然后改变当前节点的下一个节点,也就是实际反转,即curr->next = prev
// 将 prev 和 curr 向前移动一步
以下是该方法的Python代码实现:
时间复杂度: O(n)
额外空间: O(1)
递归法:
- 将列表分为两部分 - 第一个节点和链表的其余部分。
- 对链表的其余部分调用反转。
- 将第一个节点连接到反转后的其余部分。
- 重新定义头指针。
以下是该方法的Python代码实现:
由于递归方法,内部有一个栈空间,因此递归法的实际空间应为O(n),某些情况下可以认为是O(1)
时间复杂度: O(n)
空间复杂度: O(n)
除了上述的两种最常见的方法,还有一些有趣的方法例如:尾递归 (O(n), O(1)),头递归 (O(n), O(n)), 以及双指针 (O(n), O(1))。
完整代码实现下载:
(包含各种语言:C、Python、Java、C++、C# 等均有示例)
免费资源下载:反转链表