反转链表（花式反转）

2025-05-22
福建
本文字数：2423 字
阅读完需：约 8 分钟

题目描述

给你单链表的头节点 head ，请你反转链表，并返回反转后的链表。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4,5]输出：[5,4,3,2,1]

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示例 2：

输入：head = [1,2]输出：[2,1]

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示例 3：

输入：head = []输出：[]

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提示：

链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
-5000 <= Node.val <= 5000

进阶：链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？

思路及解答

双指针解法（迭代解法）

如果再定义一个新的链表，实现链表元素的反转，其实这是对内存空间的浪费。

其实只需要改变链表的 next 指针的指向，直接将链表反转，而不用重新定义一个新的链表，如图所示:

之前链表的头节点是元素 1，反转之后头结点就是元素 5 ，这里并没有添加或者删除节点，仅仅是改变 next 指针的方向。

双指针反转：

首先定义一个 cur 指针，指向头结点，再定义一个 pre 指针，初始化为 null。
开始反转：把 cur->next 节点用 tmp 指针保存一下，也就是保存一下这个节点。
为什么要保存一下这个节点呢，因为接下来要改变 cur->next 的指向了，将 cur->next 指向 pre ，此时已经反转了第一个节点了。
接下来，就是循环走如下代码逻辑了，继续移动 pre 和 cur 指针。
最后，cur 指针已经指向了 null，循环结束，链表也反转完毕了。此时 return pre 指针就可以了，pre 指针就指向了新的头结点。

// 双指针class Solution {    public ListNode reverseList(ListNode head) {        if (head == null || head.next == null) {            return head;        }        // 由于单链表的结构，至少要用三个指针才能完成迭代反转        // cur 是当前遍历的节点，pre 是 cur 的前驱结点，temp 是 cur 的后继结点        ListNode prev = null;        ListNode cur = head;        ListNode temp = null;        while (cur != null) {            temp = cur.next;// 保存下一个节点            cur.next = prev;//当前节点指向prev节点            prev = cur;            cur = temp;        }        return prev;    }}

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上面操作单链表的代码逻辑不复杂，而且也不止这一种正确的写法。但是操作指针的时候，有一些很基本、很简单的小技巧，可以让你写代码的思路更清晰：

需要注意循环的终止条件。要知道循环终止时，各个指针的位置，这样才能保返回正确的答案。如果你觉得有点复杂想不清楚，那就动手画一个最简单的场景跑一下算法，比如这道题就可以画一个只有两个节点的单链表 1->2，然后就能确定循环终止后各个指针的位置了。

递归解法

上面的迭代解法操作指针虽然有些繁琐，但是思路还是比较清晰的。如果现在让你用递归来反转单链表，有没啥想法？对于刚开始刷题的小伙伴来说，可能很难想到，这很正常。如果有解过二叉树系列算法题，回头再来看这道题，就有可能有想法解这道题了。因为二叉树结构本身就是单链表的延伸，相当于是二叉链表嘛，所以二叉树上的递归思维，套用到单链表上是一样的。

递归反转单链表的关键在于，这个问题本身是存在子问题结构的。

例如，现在给你输入一个以 1 为头结点单链表 1->2->3->4，那么如果忽略这个头结点 1，只拿出 2->3->4 这个子链表，它也是个单链表对吧？

那么这个 reverseList 函数，只要输入一个单链表，就能给我反转对吧？那么能不能用这个函数先来反转 2->3->4 这个子链表呢，然后再想办法把 1 接到反转后的 4->3->2 的最后面，是不是就完成了整个链表的反转？

也就是

reverseList(1->2->3->4) = reverseList(2->3->4) -> 1

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这就是「分解问题」的思路，通过递归函数的定义，把原问题分解成若干规模更小、结构相同的子问题，最后通过子问题的答案组装原问题的解。

class Solution {    // 定义：输入一个单链表头结点，将该链表反转，返回新的头结点    public ListNode reverseList(ListNode head) {        if (head == null || head.next == null) {            return head;        }        ListNode last = reverseList(head.next);        head.next.next = head;        head.next = null;        return last;    }}

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对于「分解问题」思路的递归算法，最重要的就是明确递归函数的定义。具体来说，我们的 reverseList 函数定义是这样的：输入一个节点 head，将「以 head 为起点」的链表反转，并返回反转之后的头结点。

明白了函数的定义，再来看这个问题，这段代码似乎就很好理解了

借用栈

借用栈先进后出的能力（或者双端队列，一端进，另一端出也是一样的效果）

首先将所有的结点入栈
然后创建一个虚拟虚拟头结点，让 cur 指向虚拟头结点。然后开始循环出栈，每出来一个元素，就把它加入到以虚拟头结点为头结点的链表当中，最后返回即可。

class Solution {        public ListNode reverseList(ListNode head) {          // 如果链表为空，则返回空          if (head == null) return null;          // 如果链表中只有只有一个元素，则直接返回          if (head.next == null) return head;            // 声明一个双端队列          ArrayDeque<ListNode> stack = new ArrayDeque<>();          ListNode cur = head;            while (cur != null) {              stack.push(cur);              cur = cur.next;          }            // 创建一个虚拟头结点          ListNode pHead = new ListNode(0);          cur = pHead;          while (!stack.isEmpty()) {              ListNode node = stack.pop();              cur.next = node;              cur = cur.next;          }          // 最后一个元素的next要赋值为空          cur.next = null;          return pHead.next;      }  }

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解法总结

最好的方式还是双指针解法；如果数据量较大，递归解法和借用栈的方式都有可能导致栈溢出的情况

文章转载自：程序员Seven
原文链接：https://www.cnblogs.com/seven97-top/p/18880985
体验地址：http://www.jnpfsoft.com/?from=001YH

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双指针解法（迭代解法）

递归解法

借用栈

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