單鏈表反轉問題

今天聊乙個關於單鏈表反轉的問題，已知乙個單鏈表，給出頭結點，現要求定義乙個函式，輸入頭結點然後輸出反轉後的鍊錶。

#鍊錶反轉前
1->2->3->4->5->6->7->8->9
#鍊錶反轉後
1<-2<-3<-4<-5<-6<-7<-8<-9

首先我一看到這個問題，想到的是利用乙個陣列，將單鏈表按順序遍歷並把每個節點的值依次存放到陣列中，然後再將陣列倒序輸出即是反轉後的鍊錶。這種辦法其實也沒錯，但是不夠好，因為需要浪費額外的空間，且時間複雜度和空間複雜度均為 o(n)。

所以我們換一種思路來解決這個問題，能不能在遍歷鍊錶的同時就把節點的指標反向呢，這樣的話只需要遍歷一次鍊錶即可完成鍊錶反轉操作。這個思路看起來很不錯，但這裡有乙個重要的問題需要我們去解決，防止斷鏈，因為一旦把節點的指標反向了，當前指標就不再指向下乙個節點了，因此也就不能再繼續往後遍歷了，也就不能把這個完整的鍊錶進行反轉了，這種情況稱作斷鏈。

為了解決斷鏈的情況，我們就需要在節點指標反向之前，就把當前節點的下乙個節點先記下來，等到當前節點的指標完成反轉後，遍歷指標直接移動到剛剛被記住的那個節點，這樣就能防止斷鏈的情況了。

我們先定義三個指標，乙個指向當前節點 curr，乙個指向當前節點的前乙個節點 pre，乙個指向當前節點的後乙個節點 pnext。當遍歷到某個節點curr 時，把 pnext 指標指向 curr 的下乙個節點 curr->next，即記住了當前節點的下乙個節點，然後開始做指標反向操作，把 curr->next 反過來指向其前乙個節點 pre，這一步已經在原地完成了當前節點的反轉，接下來移動指標繼續完成和上面同樣的操作，即把 pre 移動到 curr，把 curr 移動到 pnext，直到所有的節點都被遍歷完。

要注意的是，鍊錶節點中的指標和自定義的三個指標是不一樣的，自定義的指標是用來記錄遍歷節點位置的，節點中的指標只代表指向其下乙個節點，這一點要注意區分，另外，在一般的高階語言中並沒有指標這一說法，比如在 python 中我們稱作引用，其實跟指標是一樣的，都表示指向所儲存物件的記憶體位址。

上面這種方法其實是在原地對指標進行反轉，我們其實還可以用遞迴的方式來實現反轉，使用遞迴來移動當前節點從而完成遍歷，但是依然需要在指標反向前先記住當前節點的下乙個節點。

# -*- coding: utf-8 -*-
#定義鍊錶節點，data為節點的value值，next為指向下乙個節點的指標
class node:
def __init__(self,data=none,next = none):
self.data = data
self.next = next
#定義反轉函式,引數為第乙個節點（頭結點）
def reverse(head):
#定義三個變數，分別表示當前節點、前節點（預設為none）、下乙個節點（預設為none）
curr = head
pre = none
pnext = none
#遍歷鍊錶,主要如果是空鍊錶不會進入遍歷，直接返回none
while curr:
pnext = curr.next
#開始反轉，把原本指向下乙個節點的指標指向前乙個節點
curr.next = pre
#為了繼續往後遍歷，需往後移動指標
pre = curr
curr = pnext
return pre
#遞迴實現反轉
def recursive(curr,pre=none):
if not curr:
return pre
pnext = curr.next
curr.next = pre
return recursive(pnext,curr)
if __name__ == '__main__':
link = node(1, node(2, node(3, node(4, node(5, node(6, node(7, node(8, node(9))))))))) 
linkreverse = recursive(link)
# linkreverse = reverse(link)
while linkreverse:
print(linkreverse.data)
linkreverse =linkreverse.next

987 6543

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單鏈表操作 單鏈表反轉問題？

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