算法题:链表反转

By liuzhijun, 2016-02-28, 分类: Python技术

算法

链表的反转是一个很常见、很基础的数据结构题,输入一个单向链表,输出逆序反转后的链表,如图:上面的链表转换成下面的链表。实现链表反转有两种方式,一种是循环迭代,另外一种方式是递归。
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第一种方式:循坏迭代

循坏迭代算法需要三个临时变量:pre、head、next,临界条件是链表为None或者链表就只有一个节点。

# encoding: utf-8

class Node(object):
    def __init__(self):
        self.value = None
        self.next = None

    def __str__(self):
        return str(self.value)

def reverse_loop(head):
    if not head or not head.next:
        return head
    pre = None  
    while head:
        next = head.next   # 缓存当前节点的向后指针,待下次迭代用
        head.next = pre    # 这一步是反转的关键,相当于把当前的向前指针作为当前节点的向后指针
        pre = head         # 作为下次迭代时的(当前节点的)向前指针
        head = next        # 作为下次迭代时的(当前)节点
    return pre             # 返回头指针,头指针就是迭代到最后一次时的head变量(赋值给了pre)

测试一下:

    if __name__ == '__main__':

    three  = Node()
    three.value = 3

    two = Node()
    two.value = 2
    two.next = three

    one = Node()
    one.value = 1
    one.next = two

    head = Node()
    head.value = 0
    head.next = one

    newhead = reverse_loop(head)
    while newhead:
        print(newhead.value, )
        newhead = newhead.next

输出:

3
2
1
0

2

第二种方式:递归

递归的思想就是:

head.next = None
head.next.next = head.next
head.next.next.next = head.next.next
...
...

head的向后指针的向后指针转换成head的向后指针,依此类推。

实现的关键步骤就是找到临界点,何时退出递归。当head.next为None时,说明已经是最后一个节点了,此时不再递归调用。

def reverse_recursion(head):
    if not head or not head.next:
        return head

    new_head = reverse_recursion(head.next)

    head.next.next = head
    head.next = None
    return new_head

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