LeetCode之Reverse Linked List II-python遞歸解法

題：
Reverse a linked list from position m to n. Do it in one-pass.

Note: 1 ≤ m ≤ n ≤ length of list.

Example:

Input: 1->2->3->4->5->NULL, m = 2, n = 4
Output: 1->4->3->2->5->NULL

一般的鏈表翻轉是將整個鏈表翻轉，其圖解方法可以參見：Python劍指offer之反轉鏈表-圖解

這道題的一般解法是：首先要添加一個新的頭節點，這樣可以解決當前頭節點發生變動的情況，這是必備套路；然後將3插入到1和2之間，再將4插入到1和3之間。

1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL

1 -> 3 -> 2 -> 4 -> 5 -> NULL

1 -> 4 -> 3 -> 2 -> 5 -> NULL

在解釋遞歸解法之前，思考一下對數組的翻轉，可以用前後兩個指針，向中間移動，同時交換位置

鏈表的遞歸解法也借用了上面的思路，而且非常巧妙，用了一個trick：用遞歸來實現鏈表的回溯，因爲鏈表不像數組，可以從後往前遍歷，但藉助遞歸，實際也就是棧，可以實現這一操作，下面爲對應的python代碼。

class Solution:
    def reverseBetween(self, head, m, n):
        if not head:
            return None

        left, right = head, head
        stop = False
        def recurseAndReverse(right, m, n):
            nonlocal left, stop
            if n == 1:
                return
            right = right.next
            if m > 1:
                left = left.next
            recurseAndReverse(right, m - 1, n - 1)
            if left == right or right.next == left:
                stop = True  
            if not stop:
                left.val, right.val = right.val, left.val
                left = left.next           

        recurseAndReverse(right, m, n)
        return head

代碼中的 nonlocal left, stop 非常關鍵，將 left, stop 設置爲了局部的全局變量，這一就可以在recurseAndReverse函數中改變外部變量left, stop的值，而right是recurseAndReverse函數的內部變量，會在遞歸返回的時候回溯到上一個節點，而left則直接next到下一個節點，實現了和翻轉數組一樣的操作。

既然翻轉鏈表的升級版可以這麼操作，那一般情況就更不在話下了，如下：

def reverse_list(head):
    if not head or not head.next:
        return head
    left, right = head,head
    stop = False
    def recurseAndReverse(right):
        nonlocal left, stop
        if not right: return
        helper(right.next)
        if left == right or right.next == left:
            stop = True
        if not stop:
            left.val, right.val = right.val, left.val
            left = left.next
    recurseAndReverse(right)
    return head