LeetCode刷题---反转链表

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前言：这个专栏主要讲述递归递归、搜索与回溯算法，所以下面题目主要也是这些算法做的  

我讲述题目会把讲解部分分为3个部分：
1、题目解析

2、算法原理思路讲解 

3、代码实现

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一、反转链表

题目链接：反转链表 

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。

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：[]

提示：

• 链表中节点的数目范围是 [0, 5000]
• -5000 <= Node.val <= 5000

进阶：链表可以选用迭代或递归方式完成反转。你能否用两种方法解决这道题？ 

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二、解法

题目解析

这道题的题意非常简单：

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

例如：
 

示例 1：

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算法原理思路讲解 

注意：我们在做递归这一类题目是要将递归看作一个黑盒，我们不管他是如何实现的，我们就相信他一定可以帮助我们完成目标

递归思路：
1、设计函数头（寻找重复子问题，并且将递归函数看作一个黑盒）。

2、设计函数体（只关心一个子问题，并解决它）

3、设计函数出口（递归的终止条件）

注意：链表一类的题目 ，一定要多画图

 算法思路：

1、设计函数头

我们可以设计一个函数，给它一个头指针，它给我们返回反转后的头指针

ListNode* dfs(ListNode* head);

2、设计函数体（只关心一个子问题，并解决它）

思路一：

先把当前结点之后的链表逆序，逆序完之后，把当前结点添加到逆序后的链表后⾯即可。

1、先把当前结点之后的链表逆序，并返回头节点

2、把当前结点添加到逆序后的链表后⾯即可。

思路二：
或者我们可以将它看成一个树形结构，进行一次后序遍历 即可。

1、进行后序遍历当head是叶子节点时候，返回叶子节点

2、将叶子节点的指向反转

3、将这一层的节点置为空

ListNode* tmp = dfs(head->next);
head->next->next = head;
head->next = nullptr;
return tmp;

3、设计函数出口

什么时候函数要出来呢？

当前结点为空或者当前只有⼀个结点的时候，不⽤逆序，直接返回。

if (head == nullptr || head->next == nullptr)
{
    return head;
}

以上思路就讲解完了，大家可以先自己先做一下

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代码实现

时间复杂度：O(n)， n 是链表的长度。需要对链表的每个节点进行反转操作。

空间复杂度：O(n)， n 是链表的长度。空间复杂度主要取决于递归调用的栈空间，最多为n层。

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) 
    {
        if(head == nullptr || head->next == nullptr) return head;
        ListNode* tmp = reverseList(head->next);
        head->next->next = head;
        head->next = nullptr;

        return tmp;
    }
};