单链表反转的分析及实现-阿里云开发者社区

单链表反转的分析及实现

2017-09-27 1326

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简介：

我先画一个单链表，这个单链表有4个元素。我的思路就是，每次把第二个元素提到最前面来。比如下面是第一次交换，我们先让头结点的next域指向结点a2，再让结点a1的next域指向结点a3，最后将结点a2的next域指向结点a1，就完成了第一次交换。

第一次交换

然后进行相同的交换将结点a3移动到结点a2的前面，然后再将结点a4移动到结点a3的前面就完成了反转。

第二次交换

第三次交换

思路有了，那就可以写代码了。这里我们需要额外的两个工作指针来辅助交换。这个下面的步骤慢慢理解下，结合图片。注意结点之间的关系要先断再连。

步骤：

定义当前结点 current，初始值为首元结点，current = L->next;
定义当前结点的后继结点 pnext， pnext = current->next;
只要 pnext 存在，就执行以下循环：
- 定义新节点 prev，它是 pnext的后继结点，prev = pnext->next;
- 把pnext的后继指向current, pnext->next = current;
- 此时，pnext 实际上已经到了 current 前一位成为新的current，所以这个时候 current 结点实际上成为新的 pnext，current = pnext;
- 此时，新的 current 就是 pnext，current = pnext;
- 而新的 pnext 就是 prev，pnext = prev;
最后将头结点与 current 重新连上即可，L->next = current;

函数设计如下：

 
      01 
      /* 单链表反转/逆序 */ 
     
      02 
      Status ListReverse(LinkList L) 
     
      03 
      { 
     
      04 
          LinkList current,pnext,prev; 
     
      05 
          if(L == NULL || L->next == NULL) 
     
      06 
              return L; 
     
      07 
          current = L->next;  /* p1指向链表头节点的下一个节点 */ 
     
      08 
          pnext = current->next; 
     
      09 
          current->next = NULL; 
     
      10 
          while(pnext) 
     
      11 
          { 
     
      12 
              prev = pnext->next; 
     
      13 
              pnext->next = current; 
     
      14 
              current = pnext; 
     
      15 
              pnext = prev; 
     
      16 
              printf("交换后：current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); 
     
      17 
          } 
     
      18 
          //printf("current = %d,next = %d \n",current->data,current->next->data); 
     
      19 
          L->next = current;  /* 将链表头节点指向p1 */ 
     
      20 
          return L; 
     
      21 
      }

其实在你写函数的时候，我也写了个函数，也能运行。思路也差不多，不过你的current一直是表的第一个结点，我这里的current始终是首元结点的值，我的函数需要每次对pnext重新赋值。一会解释下。

 
      01 
      Status ListReverse2(LinkList L) 
     
      02 
      { 
     
      03 
          LinkList current, p; 
     
      04 
        
      05 
          if (L == NULL) 
     
      06 
          { 
     
      07 
              return NULL; 
     
      08 
          } 
     
      09 
          current = L->next; 
     
      10 
          while (current->next != NULL) 
     
      11 
          { 
     
      12 
              p = current->next; 
     
      13 
              current->next = p->next; 
     
      14 
              p->next = L->next; 
     
      15 
              L->next = p; 
     
      16 
          } 
     
      17 
          return L; 
     
      18 
      }

p = current->next; p 就相当于前面的 pnext。（图1中a2即为p）
current->next = p->next; p->next 就相当于 prev的角色，这句代码意思是 current 的后继指向 prev.（相当于图1中a1->next = a3(a2->next)）
p->next = L->next; 这句就是 p 的后继直接指向首元节点。（相当于图1中a2->next = a1）
L->next = p; 然后再将头结点指向 p。（相当于图1中L->next = a2）

参照图就很容易理解上面的步骤了。我觉得我这么写比你的清晰一些。我先将current指向prev，再将pnext指向current，最后将头结点指向pnext。

这个是程序运行的结果。

 
      01 
      整体创建L的元素(头插法)： 
     
      02 
      // 原链表，current = 68， pnext = 55，68指向18，55指向18，头结点指向55 
     
      03 
      -> 68 -> 55 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      04 
        
      05 
      // 第一次交换后，原链表变成这样 
     
      06 
      -> 55 -> 68 -> 18 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      07 
      // 进行第二次交换，pnext = 18，68指向45，18变成头结点 
     
      08 
      -> 18 -> 55 -> 68 -> 45 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      09 
      // 进行第三次交换，pnext = current->next = 45，68指向41，45变成头结点 
     
      10 
      -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 41 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      11 
      // …… 
     
      12 
      -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 43 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      13 
        
      14 
      -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 5 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      15 
        
      16 
      -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 28 -> 80 -> 67 
     
      17 
        
      18 
      -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 80 -> 67 
     
      19 
        
      20 
      -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 -> 67 
     
      21 
      // current 68 没有后继，反转结束 
     
      22 
      -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68 
     
      23 
        
      24 
        
      25 
      反转L后 
     
      26 
      -> 67 -> 80 -> 28 -> 5 -> 43 -> 41 -> 45 -> 18 -> 55 -> 68

最后附上完整代码，反转有两个函数。

方法1，current始终保持在第一位，pnext与prev遍历并完成交换。
方法2，current始终是原链表的第一个数，然后把pnext不断移动到首位。

 
  
 View Code 

有两个方法可以实现单链表的反转：

方法一：

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 
 4 typedef struct Node
 5 {
 6     int data;
 7     struct Node *next; 
 8 }Node; 
 9 Node *head,*p; 
10 
11 Node * ReverseLink(Node *head)
12 {
13     Node *p1, *p2, *p3;
14     if(head==NULL || head->next==NULL)
15         return head;
16     p1=head, p2=p1->next;
17     while(p2)
18     {
19         p3=p2->next;
20         p2->next=p1;
21         p1=p2;
22         p2=p3;
23     }
24     head->next=NULL;
25     head=p1;
26     return head;
27 }
28 
29 void CreateList(int n)
30 {
31     Node *q;  
32     int i;
33     printf("Input %2d data: ",n); 
34     head=(Node *)malloc(sizeof(Node)); 
35     q=head;
36     scanf("%d",&q->data);
37     for(i=2;i<=n;i++)
38     {
39         q->next=(Node *)malloc(sizeof(Node));
40         q=q->next;
41         scanf("%d",&q->data);
42     }
43     q->next=NULL;
44 } 
45 
46 void PrintList() 
47 { 
48     Node *q; 
49     q=head; 
50     while (q!=NULL) 
51     { 
52         printf("%-8d",q->data);
53         q=q->next;
54     }
55     printf("\n");
56 }
57 
58 void main()
59 {
60     CreateList(5);
61     PrintList();
62     head=ReverseLink(head);
63     PrintList();
64 }

方法二：

 1 #include <iostream>
 2 #include <assert.h>
 3 using namespace std; 
 4 
 5 struct LNode{    
 6     char data;   
 7     LNode * next;
 8 }; 
 9 
10 LNode * initList()
11 {   
12     LNode *head=new LNode; 
13     LNode *curPtr, *newPtr;  
14     curPtr=head;   
15     int i=0;    
16     char ch='A';   
17     while(i++<10) 
18     {        
19         newPtr=new LNode; 
20         newPtr->data=ch++; 
21         curPtr->next=newPtr;
22         curPtr=newPtr;
23     }    
24     newPtr->next=NULL;
25     return head;
26 } 
27 
28 void print(LNode *head)
29 {    
30     LNode *ptr=head->next;
31     while(ptr != NULL)
32     {        
33         cout << ptr->data << "  ";
34         ptr=ptr->next;
35     }    
36     cout << endl;
37 }  
38 
39 void reverse(LNode *head)
40 {   
41     assert(head != NULL && head->next != NULL);
42     LNode *ptr=head->next->next;
43     head->next->next=NULL;     
44     while(ptr != NULL)   
45     {       
46         LNode *tmp=ptr->next;    
47         ptr->next=head->next;   
48         head->next=ptr;        
49         ptr=tmp;
50     }
51 } 
52 
53 int main()
54 {   
55     LNode *head=initList();  
56     print(head);   
57     cout << "After reverse: " << endl; 
58     reverse(head);   
59     print(head);     
60     system("PAUSE");   
61     return 0;
62 }

参考：http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3304838.html

http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/2241

http://blog.csdn.net/hyg0811/article/details/11113623

本文转自夏雪冬日博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3304838.html，如需转载请自行联系原作者

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