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206_反轉連結串列

描述

反轉一個單鏈表。

示例:

輸入: 1->2->3->4->5->NULL
輸出: 5->4->3->2->1->NULL

進階: 你可以迭代或遞迴地反轉連結串列。你能否用兩種方法解決這道題？

實現方式一：迭代

思路

遍歷連結串列的每個節點，將每個節點的 next 指標指向它的前一個節點（即前驅）。因為這是一個單向連結串列，並不存在指向前一個節點的引用，因此需要一個變數儲存指向前一個節點的引用。同時，在改變節點的 next 指標之前，還需要另一個變數儲存指向下一個節點的引用。

Java 實現

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode cur = head;
        while (cur != null) {
            ListNode nextNode = cur.next;
            cur.next = prev;
            prev = cur;
            cur = nextNode;
        }
        return prev;
    }
}
 

複雜度分析：

• 時間複雜度：\(O(n)\)，其中 \(n\) 表示連結串列的節點數
• 空間複雜度：\(O(1)\)

Python 實現

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def reverseList(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        prev, curr = None, head
        while curr:
            curr.next, prev, curr = prev, curr, curr.next
        return prev
 

複雜度分析同上。

實現方式二：遞迴

思路

遞迴的思路和迭代的方式相反，遞迴是從連結串列的尾節點（tail）開始逐一改變節點的 next 指標。因此，遞迴的方式首先會遞迴到連結串列的尾節點，此時遞迴的深度為 \(n\) （\(n\) 表示連結串列的節點數），然後再逐層返回，每次都修改當前節點的 next 指標。

Java 實現

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * public class ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode next;
 *     ListNode(int x) { val = x; }
 * }
 */
class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        if (head == null || head.next == null) {
            return head;
        }
        
        ListNode p = reverseList(head.next);
        head.next.next = head;
        head.next = null;
        return p;
    }
}
 

複雜度分析：

• 時間複雜度：\(O(n)\)，其中 \(n\) 表示連結串列的節點數
• 空間複雜度：\(O(n)\)，額外的空間是由於遞迴呼叫佔用系統棧的空間，遞迴的深度最多為 \(n\) 層

Python 實現

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None

class Solution:
    def reverseList(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        if head == None or head.next == None:
            return head
        
        p = self.reverseList(head.next)
        head.next.next, head.next = head, None
        return p  

複雜度分析同上。