算法 系列 单链表反转

基础数据结构...

Posted by lichao modified on June 17, 2020

递归反转整个链表

实现代码

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// 单链表节点的结构
public class ListNode {
  int val;
  ListNode next;
  ListNode(int x) { val = x; }
}

ListNode reverse(ListNode head) {
  if (head.next == null) return head;
  ListNode last = reverse(head.next);
  head.next.next = head;
  head.next = null;
  return last;
}

对于递归算法,最重要的就是明确递归函数的定义。具体来说,reverse 函数定义是这样的: 输⼊⼀个节点 head ,将「以 head 为起点」的链表反转,并返回反转之后的头结点。

algorithm

那么输⼊ reverse(head) 后,会在这⾥进⾏递归:

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ListNode last = reverse(head.next);

algorithm

这个 reverse(head.next) 执⾏完成后,整个链表就成了这样:

algorithm

并且根据函数定义, reverse 函数会返回反转之后的头结点,⽤变量 last 接收了。

现在再来看下⾯的代码:

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head.next.next = head;

algorithm

接下来:

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head.next = null;
return last;

algorithm

反转链表前 N 个节点

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// 将链表的前 n 个节点反转(n <= 链表⻓度)
ListNode reverseN(ListNode head, int n)

⽐如说对于下图链表,执⾏ reverseN(head, 3):

algorithm

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  ListNode successor = null; // 后驱节点
  // 反转以 head 为起点的 n 个节点,返回新的头结点
  ListNode reverseN(ListNode head, int n) {
    if (n == 1) {
      // 记录第 n + 1 个节点
      successor = head.next;
      return head;
    }
    // 以 head.next 为起点,需要反转前 n - 1 个节点
    ListNode last = reverseN(head.next, n - 1);
    head.next.next = head;
    // 让反转之后的 head 节点和后⾯的节点连起来
    head.next = successor;
    return last;
  }

具体的区别:

  1. base case 变为 n == 1 ,反转⼀个元素,就是它本⾝,同时要记录后驱 节点。
  2. 刚才我们直接把 head.next 设置为 null,因为整个链表反转后原来的 head 变成了整个链表的最后⼀个节点。但现在 head 节点在递归反转之 后不⼀定是最后⼀个节点了,所以要记录后驱 successor (第 n + 1 个节 点),反转之后将 head 连接上。