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反转链表

给你单链表的头节点 head ,请你反转链表,并返回反转后的链表。

示例 1: image

输入:head = [1,2,3,4,5] 输出:[5,4,3,2,1] 示例 2: image

输入:head = [1,2] 输出:[2,1] 示例 3:

输入:head = [] 输出:[]

简单做法:迭代循环使用数组反转再生成新链表

进阶做法:使用迭代法或递归法。

方法一:迭代法​

核心思路:
遍历链表,逐个改变节点的指针方向,将当前节点指向前驱节点。需维护三个指针:前驱节点(prev)、当前节点(curr)和后继节点(next)。

步骤:

  1. 初始化 prev 为 null,curr 为头节点。
  2. 遍历链表,每次迭代中:
    • 保存当前节点的后继节点 next。
    • 将当前节点的 next 指针指向前驱节点 prev。
    • 更新 prev 和 curr 指针,继续遍历。
  3. 遍历结束后,prev 即为新链表的头节点。

代码实现:

function reverseList(head) {
let prev = null;
let curr = head;

while (curr) {
const next = curr.next; // 保存后继节点
curr.next = prev; // 反转指针
prev = curr; // 移动prev
curr = next; // 移动curr
}

return prev; // 返回新头节点
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n),遍历链表一次。
  • 空间复杂度:O(1),仅需常数级额外空间。

方法二:递归法​

核心思路:
递归反转后续节点,然后调整当前节点与后继节点的指针关系。

步骤:

  1. 终止条件:若当前节点为空或无后继节点,直接返回当前节点。
  2. 递归处理:递归反转后续节点,得到新的头节点 newHead。
  3. 调整指针:将当前节点的后继节点的 next 指向当前节点,然后将当前节点的 next 置为 null。

代码实现:

function reverseList(head) {
if (!head || !head.next) return head;

const newHead = reverseList(head.next); // 递归反转后续节点
head.next.next = head; // 调整指针:后继节点的next指向当前节点
head.next = null; // 当前节点的next置为null

return newHead; // 返回新头节点
}

复杂度分析:

  • 时间复杂度:O(n),需遍历链表一次。
  • 空间复杂度:O(n),递归栈深度为链表长度(可能导致栈溢出)。

示例验证​

输入链表:1 → 2 → 3 → 4 → 5

迭代法过程:

  • 初始:prev = null, curr = 1
  • 第一次迭代:1 → null,prev = 1, curr = 2
  • 第二次迭代:2 → 1 → null,prev = 2, curr = 3
  • 第三次迭代:3 → 2 → 1 → null,prev = 3, curr = 4
  • 第四次迭代:4 → 3 → 2 → 1 → null,prev = 4, curr = 5
  • 第五次迭代:5 → 4 → 3 → 2 → 1 → null,prev = 5, curr = null
  • 返回 prev = 5,即反转后的头节点。

递归法过程:

  • 递归到节点 5,返回 5 作为 newHead。
  • 回溯到节点 4:5 → 4 → null,返回 5。
  • 回溯到节点 3:5 → 4 → 3 → null,返回 5。
  • 回溯到节点 2:5 → 4 → 3 → 2 → null,返回 5。
  • 回溯到节点 1:5 → 4 → 3 → 2 → 1 → null,返回 5。

总结​

  • 迭代法:直观高效,空间复杂度优,推荐使用。
  • 递归法:代码简洁,但可能导致栈溢出,适用于链表较短的场景。