看图理解单链表的反转

原博文：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

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。
    }
};