看图理解单链表的反转

xiaoxiao2021-02-28  85

转载:http://blog.csdn.net/feliciafay/article/details/6841115

如何把一个单链表进行反转?

方法1:将单链表储存为数组,然后按照数组的索引逆序进行反转。

方法2:使用3个指针遍历单链表,逐个链接点进行反转。

方法3:从第2个节点到第N个节点,依次逐节点插入到第1个节点(head节点)之后,最后将第一个节点挪到新表的表尾。

方法4:   递归(相信我们都熟悉的一点是,对于树的大部分问题,基本可以考虑用递归来解决。但是我们不太熟悉的一点是,对于单链表的一些问题,也可以使用递归。可以认为单链表是一颗永远只有左(右)子树的树,因此可以考虑用递归来解决。或者说,因为单链表本身的结构也有自相似的特点,所以可以考虑用递归来解决)

 

方法1:

浪费空间。

 

方法2:

使用p和q两个指针配合工作,使得两个节点间的指向反向,同时用r记录剩下的链表。

p = head;

q = head->next;

head->next = NULL;

现在进入循环体,这是第一次循环。

r = q->next;

q->next = p;

p = q;

q =r;

第二次循环。

r = q->next

q->next = p;    

p = q;

q = r

第三次循环。。。。。

具体代码如下

[cpp]  view plain  copy  print ? ActList* ReverseList2(ActList* head)   {       //ActList* temp=new ActList;    if(NULL==head|| NULL==head->next) return head;    //少于两个节点没有反转的必要。       ActList* p;       ActList* q;       ActList* r;       p = head;         q = head->next;       head->next = NULL; //旧的头指针是新的尾指针,next需要指向NULL       while(q){           r = q->next; //先保留下一个step要处理的指针           q->next = p; //然后p q交替工作进行反向           p = q;            q = r;        }       head=p; // 最后q必然指向NULL,所以返回了p作为新的头指针       return head;       }  

updated 2014-01-24,重新非IDE环境写了一遍 如果觉得上面的先成环再断环的过程不太好理解,那么可以考虑下面这个办法,增加一个中间变量,使用三个变量来实现。

[cpp]  view plain  copy  print ? struct ListNode{       int val;       ListNode* next;       ListNode(int a):val(a),next(NULL){}   };   ListNode* reverseLinkedList3(ListNode* head){           if(head==NULL||head->next==NULL)               return  head;           ListNode* p=head; //指向head           ListNode* r=head->next; //指向待搬运的节点,即依次指向从第2个节点到最后一个节点的所有节点           ListNode* m=NULL; //充当搬运工作用的节点           ListNode* tail=head->next;           while(r!=NULL){  //bug2 循环语句写错了, while写成了if               m=r;               r=r->next;               m->next=p->next;               p->next=m;               //if(r!=NULL)                   //std::cout<<"m="<<m->val<<" ,p="<<p->val<<" ,r="<<r->val<<std::endl;               //else                   //std::cout<<"m="<<m->val<<" ,p="<<p->val<<" ,r=NULL"<<std::endl;           }           head=p->next;           tail->next=p;           p->next=NULL;           tail=p;           return head; // bug1 忘记了return       }  

方法3

还是先看图,

从图上观察,方法是:对于一条链表,从第2个节点到第N个节点,依次逐节点插入到第1个节点(head节点)之后,(N-1)次这样的操作结束之后将第1个节点挪到新表的表尾即可。

代码如下:

[cpp]  view plain  copy  print ? ActList* ReverseList3(ActList* head)   {       ActList* p;       ActList* q;       p=head->next;       while(p->next!=NULL){           q=p->next;           p->next=q->next;           q->next=head->next;           head->next=q;       }          p->next=head;//相当于成环       head=p->next->next;//新head变为原head的next       p->next->next=NULL;//断掉环       return head;     }  

附:

完整的链表创建,显示,反转代码:

[cpp]  view plain  copy  print ? //创建:用q指向当前链表的最后一个节点;用p指向即将插入的新节点。   //反向:用p和q反转工作,r记录链表中剩下的还未反转的部分。      #include "stdafx.h"   #include <iostream>   using namespace std;      struct ActList   {       char ActName[20];       char Director[20];       int Mtime;       ActList *next;   };      ActList* head;      ActList*  Create()   {//start of CREATE()       ActList* p=NULL;       ActList* q=NULL;       head=NULL;       int Time;       cout<<"Please input the length of the movie."<<endl;       cin>>Time;       while(Time!=0){       p=new ActList;       //类似表达:  TreeNode* node = new TreeNode;//Noice that [new] should be written out.       p->Mtime=Time;       cout<<"Please input the name of the movie."<<endl;       cin>>p->ActName;       cout<<"Please input the Director of the movie."<<endl;       cin>>p->Director;          if(head==NULL)       {       head=p;       }       else       {       q->next=p;       }       q=p;       cout<<"Please input the length of the movie."<<endl;       cin>>Time;       }       if(head!=NULL)       q->next=NULL;       return head;      }//end of CREATE()         void DisplayList(ActList* head)   {//start of display       cout<<"show the list of programs."<<endl;       while(head!=NULL)       {           cout<<head->Mtime<<"\t"<<head->ActName<<"\t"<<head->Director<<"\t"<<endl;           head=head->next;       }   }//end of display         ActList* ReverseList2(ActList* head)   {       //ActList* temp=new ActList;    if(NULL==head|| NULL==head->next) return head;           ActList* p;       ActList* q;       ActList* r;       p = head;         q = head->next;       head->next = NULL;       while(q){           r = q->next; //           q->next = p;               p = q; //           q = r; //       }       head=p;       return head;       }      ActList* ReverseList3(ActList* head)   {       ActList* p;       ActList* q;       p=head->next;       while(p->next!=NULL){           q=p->next;           p->next=q->next;           q->next=head->next;           head->next=q;       }          p->next=head;//相当于成环       head=p->next->next;//新head变为原head的next       p->next->next=NULL;//断掉环       return head;     }   int main(int argc, char* argv[])   {   //  DisplayList(Create());   //  DisplayList(ReverseList2(Create()));       DisplayList(ReverseList3(Create()));       return 0;   }  

方法4:  递归

updated: 2014-01-24

因为发现大部分问题都可以从递归角度想想,所以这道题目也从递归角度想了想。

现在需要把A->B->C->D进行反转, 可以先假设B->C->D已经反转好,已经成为了D->C->B,那么接下来要做的事情就是将D->C->B看成一个整体,让这个整体的next指向A,所以问题转化了反转B->C->D。那么, 可以先假设C->D已经反转好,已经成为了D->C,那么接下来要做的事情就是将D->C看成一个整体,让这个整体的next指向B,所以问题转化了反转C->D。那么, 可以先假设D(其实是D->NULL)已经反转好,已经成为了D(其实是head->D),那么接下来要做的事情就是将D(其实是head->D)看成一个整体,让这个整体的next指向C,所以问题转化了反转D。 上面这个过程就是递归的过程,这其中最麻烦的问题是,如果保留新链表的head指针呢?想到了两个办法。

[cpp]  view plain  copy  print ? // 递归版的第一种实现,借助类的成员变量m_phead来表示新链表的头指针。   struct ListNode{       int val;       ListNode* next;       ListNode(int a):val(a),next(NULL){}   };      class Solution{        ListNode* reverseLinkedList4(ListNode* head){ //输入: 旧链表的头指针           if(head==NULL)               return NULL;           if(head->next==NULL){               m_phead=head;               return head;           }           ListNode* new_tail=reverseLinkedList4(head->next);           new_tail->next=head;           head->next=NULL;           return head; //输出: 新链表的尾指针        }       ListNode* m_phead=NULL;//member variable defined for reverseLinkedList4(ListNode* head)   };  

第二个办法是,增加一个引用型参数 new_head,它用来保存新链表的头指针。

[cpp]  view plain  copy  print ? struct ListNode{       int val;       ListNode* next;       ListNode(int a):val(a),next(NULL){}   };      class Solution{       ListNode* reverseLinkedList5(ListNode* head, ListNode* & new_head){ //输入参数head为旧链表的头指针。new_head为新链表的头指针。           if(head==NULL)               return NULL;           if(head->next==NULL){               new_head=head; //当处理到了旧链表的尾指针,也就是新链表的头指针时,对new_head进行赋值。因为是引用型参数,所以在接下来调用中new_head的值逐层传递下去。               return head;           }           ListNode* new_tail=reverseLinkedList5(head->next,new_head);           new_tail->next=head;           head->next=NULL;           return head; //输出参数head为新链表的尾指针。       }   };  
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