【算法】单链表反转

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前言:

算法重不重要:这个话题有史以来,公说公有理婆说婆有理。我个人觉得你要想进大厂,进技术氛围牛逼的团队,算法是必考察的,Android中Handler机制中的Message缓存池设计就是普通的单链表操作,HashMap中的解决Hash碰撞也是用链表数据结构来实现,常用的集合类里面的实现逻辑基本都是各种数据结构,Android各种框架用到的缓存机制比如Lru算法,还有各种XX池的设计背后都是数据结构跟算法。
算法难不难:不怎么难,就是有点费时间,刚学编程时,同事跟我说算法很难,学了没用,各大招聘网站算法岗貌似高学历高收入,算法给人的感觉就是高大上,其实学进去就是纸老虎,当然研究算法,从而创造算法之类的工作还是挺难得,哈哈。我说一般的算法操作都不难,有啥难得,都有现存模板给你套,学会套就行。

1、单链表的结点结构:

这里写图片描述

    data域:存储数据元素信息的域称为数据域;
    next域:存储直接后继位置的域称为指针域(链域),存储直接的下一个节点地址。
    data域 + next域:组成数据的存储映射,称为结点;
注意:
①链表通过每个结点的链域将线性表的n个结点按其逻辑顺序链接在一起的。
②每个结点只有一个链域的链表称为单链表(Single Linked List)。
class Node {
        private int Data;// 数据域
        private Node Next;// 指针域【链域】,存储下一个节点
        public Node(int Data) {
            this.Data = Data;
        }

        public int getData() {
            return Data;
        }

        public void setData(int Data) {
            this.Data = Data;
        }

        public Node getNext() {
            return Next;
        }

        public void setNext(Node Next) {
            this.Next = Next;
        }
    }

2、解题思路:

2.1、问题描述:

将单链表数据:0,1,2,3 转为:3,2,1,0

2.2、递归反转法:

  • 在反转当前节点之前先反转后续节点。这样从头结点开始,层层深入直到尾结点才开始反转指针域的指向。
  • 就是从尾结点开始,逆向反转各个结点的指针域指向。

    head:是前一结点的指针域。
    head.getNext():是当前结点的指针域。
    reHead:是反转后新链表的头结点(即原来单链表的尾结点)
    

2.3、遍历反转法:

  • 从前往后反转各个结点的指针域的指向。
  • 将当前节点cur的下一个节点 cur.getNext()缓存到temp后,然后更改当前节点指针指向上一结点pre。
  • 也就是说在反转当前结点指针指向前,先把当前结点的指针域用tmp临时保存,以便下一次使用,其过程可表示如下:

       pre:上一结点
       cur: 当前结点
       tmp: 临时结点,用于保存下一结点
    

2.4、具体代码实现:

public class LinkedListReverse01 {
        public static void main(String[] args) {
            Node head = new Node(0);
            Node node1 = new Node(1);
            Node node2 = new Node(2);
            Node node3 = new Node(3);
            head.setNext(node1);
            node1.setNext(node2);
            node2.setNext(node3);

            // 打印反转前的链表
            Node h = head;
            while (null != h) {
                System.out.print(h.getData() + " ");
                h = h.getNext();
            }

    //        head = Reverse1(head);
            head = Reverse2(head);

            System.out.println("\n**************************");
            // 打印反转后的结果
            while (null != head) {
                System.out.print(head.getData() + " ");
                head = head.getNext();
            }
        }

        /**
         * 递归反转法,从尾结点开始,逆向反转各个结点的指针域指向。
         */
        public static Node Reverse1(Node head) {
            // head看作是前一结点,head.getNext()是当前结点,reHead是反转后新链表的头结点
            if (head == null || head.getNext() == null) {
                return head;// 若为空链或者当前结点在尾结点,则直接还回
            }
            Node reHead = Reverse1(head.getNext());// 先反转后续节点head.getNext()
            head.getNext().setNext(head);// 将当前结点的指针域指向前一结点
            head.setNext(null);// 前一结点的指针域令为null;
            return reHead;// 反转后新链表的头结点
        }

        /**
         * 遍历反转法:从前往后反转各个结点的指针域的指向。
         *
         * @param head
         * @return
         */
        public static Node Reverse2(Node head) {
            if (head == null) return head;
            Node pre = head;// 上一结点
            Node cur = head.getNext();// 当前结点
            Node tmp;// 临时结点,用于保存当前结点的指针域(即下一结点)
            while (cur != null) {// 当前结点为null,说明位于尾结点
                tmp = cur.getNext();
                cur.setNext(pre);// 反转指针域的指向
                pre = cur; // 指针往下移动
                cur = tmp;
            }
            // 最后将原链表的头节点的指针域置为null,还回新链表的头结点,即原链表的尾结点
            head.setNext(null);
            return pre;
        }
    }

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