单链表的反转(非递归)

来源:互联网 发布:nginx 显示目录 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 18:32

问题:输入一个链表的头节点,反转该链表,并返回反转后链表的头节点。

分析:
(1)首先,注意一个概念,头节点,头节点中并没有真正的链表数据,而且头节点的存在仅仅是为了方便计算,所以反转链表是指”反转除了头节点之外的链表中所有的节点“,头节点是永远位于链表的头部的,但头节点一般不能称为链表的第一个节点,链表的第一个节点是指紧跟着头节点之后的那个节点,第一个节点有时也成为“开始节点”。
(2)一般我们创建的单链表有两种,第一种:有头节点的单链表;第二种:没有头节点的单链表;本题由题目可知,该单链表是带头节点的单链表。

实现方法:
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。(浪费空间,一般不用)
方法2:使用3个指针遍历单链表,逐个节点进行反转(能做到“原地反转”)。(较常用)
方法3:如果不要求“原地”反转,可以通过正向遍历原链表,在头指针和头节点位置不变的情况下,采用头插法建立一个新的单向链表,即可实现原链表的逆序。即从第2个节点(即头节点之后的第二个节点)到第N个节点,依次逐节点插入到头节点之后即可。
方法4: 递归

注意点:
(1)对方法2,有头节点的单链表和没有头节点的单链表,处理方式稍有不同,具体见代码;
(2)对方法3,如果反转的是“不带头节点的单链表”,那么和上述也稍有不同,应该从第3个节点到第N个节点,依次逐节点插入到第一个节点之后即可,依次插入完成后,第二个节点此时是最后一个节点,最后再将第一个节点挪到新表的表尾,完成不带头节点的单链表的反转;

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct node{    int data;    struct node *next;} NODE;// 尾插法创建单链表(带头节点)NODE *createEnd(int arr[], int len){    NODE *head = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); // 生成头节点    head->next = NULL;    NODE *end = head;  // 尾指针初始化    for (int i = 0; i < len; i++) {        NODE *p = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); // 为每个数组元素建立一个节点        p->data = arr[i];        end->next = p;  // 将节点p插入到终端节点之后        end = p;    }    end->next = NULL;  // 单链表建立完毕,将终端节点的指针域置空    return head;}// 方法2:// 适用于:(有头节点的)单链表反转,头指针指向头节点(注意:有头节点时,链表的第一个节点是紧跟头节点后的那个节点)NODE *reverse_1(NODE *head){    NODE *reverse_first = NULL; // 反转后链表的第一个节点    NODE *p_now = head->next; // 让当前节点指向第一个节点(不是头指针指向的节点,而是头节点之后的那个节点)    if(head == NULL || p_now == NULL) return head;    NODE *p_prev = NULL; // 初始化为NULL;第一次使用时,可作为反转后链表的最后一个节点的next的指向,即NULL    while (p_now != NULL)    {        NODE *p_next = p_now->next;        if (p_next == NULL)            reverse_first = p_now;        p_now->next = p_prev;        p_prev = p_now;        p_now = p_next;    }    head->next = reverse_first;    return head;}// 方法2:// 适用于:(没有头节点的)单链表反转,头指针指向链表的第一个节点NODE *reverse_2(NODE *head){    NODE *reverse_first = NULL; // 反转后链表的第一个节点,先初始化为NULL    NODE *p_now = head; // 让当前节点指向第一个节点,即头指针指向的节点(注意:此时是没有头节点的单链表)    NODE *p_prev = NULL; // 初始化为NULL;第一次使用时,可作为反转后链表的最后一个节点的next的指向,即NULL    while (p_now != NULL)    {        NODE *p_next = p_now->next;        if (p_next == NULL)            reverse_first = p_now;        p_now->next = p_prev;        p_prev = p_now;        p_now = p_next;    }    head = reverse_first; // 没有头节点,头指针指向的是第一个节点;    return head;}// 方法3:// 适用于:(有头节点的)单链表,实现链表反转NODE *reverse_3(NODE *head){    NODE *first = head->next;    NODE *second = first->next;    if (head == NULL || first == NULL) return head;    first->next = NULL; // 在原链表中的first节点处,断开连接;    while (second != NULL)    {        NODE *third = second->next; // 先保存second后的那个节点        second->next = first;        first = second;        second = third;    }    head->next = first; // 将链表的头节点指向first    return head;}// 方法3:// 适用于:(没有头节点的)单链表,实现反转链表NODE *reverse_4(NODE *head){    if (head == NULL) return head;    NODE *first = head->next;    while (first->next != NULL) {        NODE *second = first->next; //  先保存first后的那个节点        first->next = second->next;        second->next = head->next;        head->next = second;    }    // 经过上述while循环后,原链表的第二个节点此时位于链表的末尾;注意:此时链表的第一个节点仍是原链表的第一个节点;    first->next=head; // 让经过循环后的链表的最后一个节点,指向第一个节点(也即原链表的第一个节点),恰好构成一个环;    head=first->next->next; // 新head变为原head的next    first->next->next=NULL; // 断掉环;此时,原链表的第一个节点是反转后链表的尾节点;    return head;}// 单链表打印void print(NODE *head){    if (head == NULL) return;    NODE *p = head->next;    while (p != NULL) {        printf("%d\n", p->data);        p = p->next;    }}int main(void){    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7};    int len = sizeof(arr)/sizeof(int);    NODE *head = createEnd(arr, len);    print(head);    printf("-----------\n");    NODE *p_reverse = reverse_1(head); // 有头节点的单链表的反转    print(p_reverse);    return 0;}
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