leetcode 亲测有效：单链表反转的原理和python代码实现_链表反转原理

链表是一种基础的数据结构，也是算法学习的重中之重。其中单链表反转是一个经常会被考察到的知识点。

单链表反转是将一个给定顺序的单链表通过算法转为逆序排列，尽管听起来很简单，但要通过算法实现也并不是非常容易。现在来给大家简单介绍一下单链表反转算法实现的基本原理和python代码实现。

                                       算法基本原理及python代码

1、方法一：三个指针遍历反转

算法思想：使用3个指针遍历单链表，逐个链接点进行反转。

（1）分别用p,q两个指针指定前后两个节点。其中p.next = q

（2）将p指针指向反方向。

（3）将q指针指向p。q.next = p，同时用r代表剩余未反转节点。

（4）将p,q指针同时后移一位，回到步骤（2）的状态。

（5）r指针指向剩余未反转节点。循环执行（3）之后的操作。

# 详细版
def reverse01(head):
    if head == None:
        return None
    # 分别用p,q两个指针指定先后两个节点
    p = head
    q = head.next
 
    # 将p节点反转，head节点只能指向None
    p.next = None
 
    # 当存在多个后续节点时，循环执行
    while q:
        r = q.next # 用r表示后面未反转节点
        q.next = p # q节点反转指向p
        p = q
        q = r  # p,q节点后移一位，循环执行后面的操作
    
    return p
 
# 精简版
def reverse01(head):
    if not head:
        return None
    p,q,p.next = head,head.next,None
    while q:
        q.next,p,q = p,q,q.next
    return p

2、方法二：尾插法反转

算法思想：固定头节点，然后将后面的节点从前到后依此插入到次节点的位置，最后再将头节点移动到尾部。

# 详细版
def reverse02(head):
    # 判断链表的节点个数
    if head == None or head.next == None:
        return head
    
    p = head.next
    # 循环反转
    while p.next:
        q = p.next
        p.next = q.next
        q.next = head.next
        head.next = q
        
    # 将头节点移动到尾部
    p.next = head
    head = head.next
    p.next.next = None
 
    return head
 
# 精简版
def reverse02(head):
    if not head or not head.next:
        return head  
    p = head.next
    while p.next:
        q = p.next
        p.next,q.next,head.next = q.next,head.next,q     
    p.next,head,p.next.next = head,head.next,None
    return head

3、方法三：递归方式反转

算法思想：把单链表的反转看作头节点head和后续节点head.next之间的反转，循环递归。

def reverse03(head):
    if head.next == None:
        return head
    
    new_head = reverse03(head.next)
    head.next.next = head
    head.next = None
    
    return new_head

                                                      leetcode精简代码示例

 单链表的反转逻辑思路比较清晰，因此关于单链表反转重在考查代码的经精简度，而Python可以实现代码的极度简化，如下：

def reverse04(head):
    curr,pre = head,None
    while curr:
        curr.next,pre,curr = pre,curr,curr.next
    return pre

                                    leetcode相关算法习题（92.反转链表II）

利用以上算法思想完成leetcode习题：92.反转链表II

习题描述：

反转从位置 m 到 n 的链表。请使用一趟扫描完成反转。

说明:
1 ≤ m ≤ n ≤ 链表长度。

# 算法思想：采用尾插法反转思想（方法二）
 
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.next = None
 
class Solution(object):
    def reverseBetween(self, head, m, n):
        """
        :type head: ListNode
        :type m: int
        :type n: int
        :rtype: ListNode
        """
        root = ListNode(0)
        root.next = head
        Head = root  # 指定一个头部变量（方法二中固定的head）
 
        for i in range(m-1):
            Head = Head.next
        
        if Head.next == None:
            return head
        
        pre = Head.next
        while pre.next and m < n:
            curr = pre.next
            pre.next = curr.next
            curr.next = Head.next
            Head.next = curr
            m += 1
        
        # 由于m之前的元素不需要反转，因此用root.next代替方法二中的head
        return root.next

 

参考网址：https://www.cnblogs.com/mafeng/p/7149980.html

                 https://blog.csdn.net/fx677588/article/details/72357389