面試知識點--鏈表如何逆轉

這個問題應該是面試最常見的題型之一了，很多大公司都會經常提問，如阿里巴巴。它的原理簡單，學過數據結構，C語言，熟悉鏈表的同學應該很容易就掌握。但如果不熟練的話，也容易把代碼寫複雜了，或者寫不出來。
下面我帶大家分析一下這個算法。

先定義一個鏈表節點，

struct ListNode
{
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int v) : val(v), next(NULL) {}
};

這個節點結構很簡單，有一個整數值，一個指向下個節點的指針。ListNode(int v) : val(v), next(NULL) {}是C/C++常用的初始化方法，這個可以看做是ListNode結構的構造函數，val(v)是對val初始化，next(NULL)對next進行初始化，這種初始化速度比較快。

然後創建一個0，1，2，3共4個元素的鏈表。

ListNode* createList()
{
    ListNode *root = new ListNode(0);
    ListNode *p1 = new ListNode(1);
    ListNode *p2 = new ListNode(2);
    ListNode *p3 = new ListNode(3);
    root->next = p1;
    p1->next = p2;
    p2->next = p3;
    return root;
}

我們採用new來創建，使用C++來實現。創建完成後，生成一個單鏈表，共有4個元素。

然後，以下是核心的逆轉算法函數，我們會詳細的進行分析。

ListNode* reverseList(ListNode *root)
{
    //如果鏈表爲空，直接返回null
    if (root == NULL)
        return root;
    //定義cur指針，指向當前列表的當前元素
    ListNode *cur = root;
    //定義pre指針，指向前一個元素
    ListNode *pre = NULL;
    //定義post指針，指向後一個元素
    ListNode *post = NULL;
    //鏈表逆轉後，指向逆轉鏈表的首元素，或者表示新的逆轉鏈表頭
    ListNode *revRoot = NULL;
    //只要當前指向不爲null，就一直循環
    while (cur != NULL)
    { 
        //將當前元素的指向位置賦值給post，即讓post指向當前元素的下一個元素
        post = cur->next;
        //如果post爲null，說明已經到了鏈表的末尾，則讓revRoot指向當前元素
        if (post == NULL)
            revRoot = cur;
        //將當前元素的前一個元素的位置賦值給cur，即讓當前元素指向前一個元素，而不再指向後一個元素 
        cur->next = pre;
        //將前一個元素的指向賦值成當前指向，即pre指向當前元素
        pre = cur;
        //同上，cur指向後一個元素
        cur = post;
    }
    return revRoot;
}

我們看一下這個循環的執行過程，爲方便理解，我這裏畫了一下循環執行圖，

1、初始狀態

2、第一次循環執行後

3、第二次循環執行後

4、第三次循環執行後

5、第四次循環執行後

6、最終狀態

然後我們寫一個main函數來測試一下。

int main()
{
    ListNode *root = createList();
    cout << "init List is: ";
    showList(root);
    root = reverseList(root);
    cout << "reverse List is: ";
    showList(root);
    deleteList(root);
}

顯示函數：

void showList(ListNode* root)
{
    while(root != NULL)
    {
        cout << root->val << " ";
        root = root->next;
    }
    cout << endl;
}

刪除函數：

void deleteList(ListNode *root)
{
    ListNode *p = root;
    while(root != NULL)
    {
        p = root->next;
        delete(root);
        root = p;
    }
}

我們看到執行結果如下所示，
init List is:
0 1 2 3
reverse List is:
3 2 1 0

以上就是鏈表逆轉的典型寫法，大家都明白了嗎？如有因爲歡迎留言交流。
另外， 鏈表還可以使用遞歸的方式實現，如下是遞歸實現的方法，有興趣的也可以研究一下它的實現邏輯。

//遞歸法實現鏈表的逆置

pNode reverseList_reverse(pNode head)
{
    pNode current_head, head_next;
    if (head == NULL)
        return NULL;
    if (head->next == NULL)//邊界條件
        return head;
    else{
        current_head = head;//記下當前的頭結點a0
        head_next = head->next;//記下當前頭結點後面的結點a1
        head = reverseList_reverse(head_next);//返回(a1...an)逆轉後的頭結點
        head_next->next = current_head;//用上面保存的地址（逆轉後的尾結點）指向原來的頭結點a0
        current_head->next = NULL;//將a0的next域置零
    }
    return head;//返回a0
}

本文參考瞭如下文章鏈接：
https://www.cnblogs.com/kaituorensheng/archive/2014/01/18/3524888.html
http://blog.csdn.net/worldwindjp/article/details/18861093
對以上文章的作者表示感謝。

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