LeetCode演算法題

題目：反轉連結串列

• 方法一：迭代
  假設存在連結串列 1 \rightarrow 2 \rightarrow 3 \rightarrow \varnothing1→2→3→∅，我們想要把它改成 \varnothing \leftarrow 1 \leftarrow 2 \leftarrow 3∅←1←2←3。

在遍歷列表時，將當前節點的 \textit{next}next 指標改為指向前一個元素。由於節點沒有引用其上一個節點，因此必須事先儲存其前一個元素。在更改引用之前，還需要另一個指標來儲存下一個節點。不要忘記在最後返回新的頭引用！

Java

class Solution {
    public ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode prev = null;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null) {
            ListNode nextTemp = curr.next;
            curr.next = prev;
            prev = curr;
            curr = nextTemp;
        }
        return prev;
    }
}

複雜度分析

時間複雜度：O(n)O(n)，假設 nn 是列表的長度，時間複雜度是 O(n)O(n)。
空間複雜度：O(1)O(1)。

• 方法二：遞迴
  遞迴版本稍微複雜一些，其關鍵在於反向工作。假設列表的其餘部分已經被反轉，現在我們應該如何反轉它前面的部分？

假設列表為：

n_{1}\rightarrow \ldots \rightarrow n_{k-1} \rightarrow n_{k} \rightarrow n_{k+1} \rightarrow \ldots \rightarrow n_{m} \rightarrow \varnothing
n
1
​
→…→n
k−1
​
→n
k
​
→n
k+1
​
→…→n
m
​
→∅

若從節點 n_{k+1}n
k+1
​
到 n_{m}n
m
​
已經被反轉，而我們正處於 n_{k}n
k
​
。

n_{1}\rightarrow \ldots \rightarrow n_{k-1} \rightarrow n_{k} \rightarrow n_{k+1} \leftarrow \ldots \leftarrow n_{m}
n
1
​
→…→n
k−1
​
→n
k
​
→n
k+1
​
←…←n
m
​

我們希望 n_{k+1}n
k+1
​
的下一個節點指向 n_{k}n
k
​
。

所以，n_k.\textit{next}.\textit{next} = n_{k}n
k
​
.next.next=n
k
​
。

要小心的是 n_{1}n
1
​
的下一個必須指向 \varnothing∅ 。如果你忽略了這一點，你的連結串列中可能會產生迴圈。如果使用大小為 22 的連結串列測試程式碼，則可能會捕獲此錯誤。

Java

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)O(n)，假設 nn 是列表的長度，那麼時間複雜度為 O(n)O(n)。
空間複雜度：O(n)O(n)，由於使用遞迴，將會使用隱式棧空間。遞迴深度可能會達到 nn 層。

作者：LeetCode
連結：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-linked-list/solution/fan-zhuan-lian-biao-by-leetcode/
來源：力扣（LeetCode）
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