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看图深入理解单链表的反转

作者：feliciafay

今天遇到单向链表的反转的问题,于是静下心来好好想了一番。下面这篇文章主要给大家介绍了关于单链表反转的相关资料，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面来一起学习学习吧

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

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。

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:

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:

//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。

// 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。 

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。
 }
};

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。

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