206. 反转链表
一、题目描述
1. 题目
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。
2. 示例
示例 1：
输入：head = [1,2,3,4,5]
输出：[5,4,3,2,1]
示例 2：
输入：head = [1,2]
输出：[2,1]
示例 3：
输入：head = []
输出：[]
3. 提示
- 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
- -5000 <= Node.val <= 5000
二、代码实现
1. 迭代
1.1 解题思路
解决方案是通过维护双指针来进行遍历，通过将当前节点的 next 节点指向一个新的 pre 节点。指针如果改变，后续的值还需要使用时，需要用一个 temp 节点暂存后继节点的值。
图解如下：
代码实现如下：
class Solution {
public ListNode reverseList(ListNode head) {
// 初始化 cur 和 pre指针，以及 temp 作为暂存后继节点
ListNode cur = head;
ListNode pre = null;
ListNode temp = null;
while(cur != null){
temp = cur.next; //暂存后继节点
cur.next = pre; //改变节点指向
pre = cur; //pre 指针后移
cur = temp; //cur 指针后移
}
return pre;
}
}
1.2 复杂度分析
| 时间复杂度 | O(n)，其中 n 是链表的长度，需要遍历链表一次。 |
|---|---|
| 空间复杂度 | O(1)，定义的变量使用的常数大小空间。 |
2. 递归
2.1 解题思路
链表、树、图相关的算法首先想递归。递归相关的知识见我的另一篇文章迭代与递归。
递归设计函数的步骤：
1. 找重复： 找到的相同的子问题。
我们想将链表的节点反转，也就是说要将每个节点的指向反转过来，所以这里的子问题就是，调整每个节点的指向。
2. 找变化： 聚焦于某一个子问题，查看变化的量，通常会作为参数，这时可定义函数体；
如图，针对最后两个节点，变化的量只有 cur 指针，代表着层层遍历的节点。这里的递归函数入参就是当前节点的后继节点。
定义函数体：
private ListNode recursion(ListNode cur){
//递归调用后继节点
recursion(cur.next);
}
3. 找出口： 也就是找终止条件，这里注意关注返回值。
找终止条件首先关注返回值，这里的返回值我们如何定义呢？因为这里的链表是单向的，也就是无法获取节点对应的前驱节点。
所以我们需要再递归的归中操作节点指向的反转，这样就可以得到返回值，必须是返回当前的节点，再上一层进行节点指向反转。
那什么时候才终止递归呢？当前节点为 null 时，则没必要再进行反转。还有一个情况时当前节点的后继节点为 null 时，由于我们递归函数的入参就是当前节点的后继节点，故也没必要再次递归，直接返回当前节点即可。
最终代码示例：
private ListNode recursion(ListNode cur){
if(cur == null || cur.next == null){
return cur;
}
//递归调用后继节点
ListNode result = recursion(cur.next);
//后继节点指向当前节点
cur.next.next = cur;
//切断当前节点的后继节点，防止链表产生环形
cur.next = null;
return result;
}
2.2 复杂度分析
| 时间复杂度 | O(n)，其中 n 是链表的长度，每个节点都需要进行反转处理。 |
|---|---|
| 空间复杂度 | O(n)，其中 n 是链表的长度，递归深度占用的栈内存空间。 |
