链表反转(逆序)

 在O（1）时间内删除某个节点:http://www.cnblogs.com/youxin/p/3294152.html

链表逆序（反转)

可以参考以前写的:4中方式逆序输出链表：http://www.cnblogs.com/youxin/archive/2012/06/01/2531000.html）

http://blog.sina.com.cn/s/blog_9599e9510101349g.html

google题目：输入一个链表的头结点，反转该链表，并返回反转后链表的头结点。链表结点定义如下：

struct ListNode
{
      int       m_nKey;
      ListNode* m_pNext;
};

分析：这是一道广为流传的微软面试题。由于这道题能够很好的反应出程序员思维是否严密，在微软之后已经有很多公司在面试时采用了这道题。

为了正确地反转一个链表，需要调整指针的指向。与指针操作相关代码总是容易出错的，因此最好在动手写程序之前作全面的分析。在面试的时候不急于动手而是一开始做仔细的分析和设计，将会给面试官留下很好的印象，因为在实际的软件开发中，设计的时间总是比写代码的时间长。与其很快地写出一段漏洞百出的代码，远不如用较多的时间写出一段健壮的代码。

为了将调整指针这个复杂的过程分析清楚，我们可以借助图形来直观地分析。假设下图中l、m和n是三个相邻的结点：

a?b?…?l  mànà…

假设经过若干操作，我们已经把结点l之前的指针调整完毕，这些结点的m_pNext指针都指向前面一个结点。现在我们遍历到结点m。当然，我们需要把调整结点的m_pNext指针让它指向结点l。但注意一旦调整了指针的指向，链表就断开了，如下图所示：

a?b?…l?m  nà…

因为已经没有指针指向结点n，我们没有办法再遍历到结点n了。因此为了避免链表断开，我们需要在调整m的m_pNext之前要把n保存下来。

接下来我们试着找到反转后链表的头结点。不难分析出反转后链表的头结点是原始链表的尾位结点。什么结点是尾结点？就是m_pNext为空指针的结点。

基于上述分析，我们不难写出如下代码：

//返回的不是头结点，是第一个节点
Node* listReverse(LinkList L)
{
    LinkList pReversedHead=NULL;
    LinkList p=L;
    LinkList prev=NULL;
    while(p!=NULL)
    {
        LinkList next=p->next;
        // if the next node is null, the currect is the end of original 
            // list, and it's the head of the reversed list
        if(next==NULL)
            pReversedHead=p;

          // reverse the linkage between nodes
        p->next=prev;

        // move forward on the the list
        prev=p;
        p=next;
    }
    return pReversedHead;
}

注意上面返回的不是头结点，而是第一个节点.而且由于头结点被当做一个有效的节点 ，所以上面的程序并不好。一个非常好的方法：

基本原理跟上面的类似，但是想法不同：

步骤如下:

 1). 若链表为空或只有一个元素，则直接返回；

  2). 设置两个前后相邻的指针p,q. 将p所指向的节点作为q指向节点的后继；

  3). 重复2),直到q为空

  4). 调整链表头和链表尾

示例：以逆序A->B->C->D为例，图示如下

Node* listReverse2(LinkList head)
{
    if(head->next==NULL || head->next->next==NULL)
    {
        return head;
    }
    else
    {
        LinkList p=head->next;
        LinkList q=head->next->next;
        LinkList t=NULL;
        while(q!=NULL)
        {
            t=q->next;//先保留下一个node
            q->next=p;
            
            p=q;
            q=t;
        }

        head->next->next=NULL;
        head->next=p;
        return head;

    }
}

可以看到，没有节点时或只有一个节点时，这时反转后还是一样，所有干脆返回。 这个方法最好。（参考了：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_9599e9510101349g.html）

上面的还可以用递归，由于有了头结点，就麻烦点。下面的讲了没有头结点的递归和非递归形式：

将一个链表进行反转（没有头结点)，如原来的链表为1->2->3->4->5，经过反转之后的链表为5->4->3->2->1。

可以有非递归与递归两种方法：

1.非递归方法：

Node* reverseLinkList(Node* head)
{
     Node* p1;
     Node* p2 = NULL;
     Node* tmp;

     p1 = head;
     if(p1)
       p2 = p1->next;
     while(p2)      // 不用测试p1是否为空，如果p2不为空，p1肯定不为空，故p2与p1&&p2的布尔值一致
      {
           tmp = p2->next;
          p2->next = p1;
           p1 = p2;
          p2 = tmp;
     }
     head->next = NULL;      //把反转后的最后一个节点的next域置为NULL
     head = p1;
    return head;
}

 

2.递归方法：

Node* reverseLinkList_recursion(Node* pNode,Node*& head)
{
     if(pNode == NULL || pNode->next == NULL)
    {
          head->next = NULL;    //把反转后的最后一个节点的next域置为NULL
          head = pNode;
          return pNode;
     }

     Node* tmpNode = reverseLinkList_recursion(pNode->next,head);//返回原链表中pNode的下一个节点
     tmpNode->next = pNode;
     return pNode;
}

递归的方法是把当前节点pNode的后继节点集合看成一个节点，然后与当前节点倒换后继前驱关系。

这个函数的第二个参数head必须是一个指针的引用，因为在跳出递归的代码段中必须修改head的值，指向新的头结点，如果head指针作为值传递传进reverseLinkList_recursion函数，将不可改变head的值，所以必须传进引用值。