python之链表的反转方式
更新时间：2023年03月25日 14:18:21 作者：一叶知秋的BLOG
这篇文章主要介绍了python之链表的反转方式，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
python链表的反转
反转链表
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。
- 输入：head = [1,2,3,4,5]
- 输出：[5,4,3,2,1]
- 输入：head = [1,2]
- 输出：[2,1]
示例 3：
- 输入：head = []
- 输出：[]
题解
# Definition for singly-linked list.
# class ListNode:
# def __init__(self, val=0, next=None):
# self.val = val
# self.next = next
class Solution:
"""
解题思路：
1.新建一个头指针
2.遍历head链表，依次在新的头节点位置插入，达到反转的效果
"""
def reverseList(self, head: ListNode) -> ListNode:
# 循环
new_head = None
while head:
per = head.next # pre 为后置节点，及当前节点的下一个节点
head.next = new_head # 插入头节点元素
new_head = head # 把串起来的链表赋值给头指针
head = per # 向后移一个单位
return new_head # 返回一个新的链表
python反转链表相关技巧
给定一个单链表的头结点pHead(该头节点是有值的，比如在下图，它的val是1)，长度为n，反转该链表后，返回新链表的表头。
要求：空间复杂度 O(1)O(1) ，时间复杂度 O(n)O(n) 。
输入：
{1,2,3}
返回值：
{3,2,1}
先来看最基本的反转链表代码：
# -*- coding:utf-8 -*-
# class ListNode:
# def __init__(self, x):
# self.val = x
# self.next = None
class Solution:
# 返回ListNode
def ReverseList(self, pHead):
# write code here
cur = pHead
pre = None
while cur:
nextNode = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = nextNode
return pre关键公式
抓住几个关键点：
- cur：原链表的头节点，在反转结束时，cur指向pre的下一个节点
- pre：原链表的尾节点，也就是反转后链表的头节点。最终返回的是pre。
- while cur：表示反转循环的条件，这里是判断cur是否为空。也可以根据题目的条件改成其他循环条件
- 反转链表的尾节点，这里的尾节点是None，后面会提到显式指定。
对于反转链表的问题，抓住原链表的头节点、原链表的尾节点、反转循环条件、反转链表的尾节点这几个主要角色，基本没什么问题。
接下来，举两个例子：
链表内指定区间反转
链表中的节点每k个一组翻转
链表内指定区间反转
将一个节点数为 size 链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转，要求时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)。
要求：时间复杂度 O(n) ，空间复杂度 O(n)
进阶：时间复杂度 O(n)，空间复杂度 O(1)
输入：
{1,2,3,4,5},2,4
返回值：
{1,4,3,2,5}
套用公式
这道题目和baseline的区别是，是将对整个链表的反转改成链表 m 位置到 n 位置之间的区间反转，来套一下公式：
- 原链表的头节点：cur：从head出发，再走m-1步，到达cur
- 原链表的尾节点：pre：cur前面的节点
- 反转循环条件：for i in range(n,m)
- 反转链表的尾节点：需要保存下从head出发，再走m-1步，到达cur时，此时pre的位置 prePos。prePos.next是反转链表的尾节点
和前面的比，需要额外注意下：
- 需要保存下从head出发，再走m-1步，到达cur时，此时pre的位置 prePos。在反转循环结束后，再进行穿针引线
- 由于不是对整个链表进行反转，最好新建虚拟头节点dummpyNode，dummpyNode.next指向整个链表
代码实现
先看下套公式部分的代码：
# 找到pre和cur
i = 1
while i<m:
pre = cur
cur = cur.next
i = i+1
# 在指定区间内反转
preHead = pre
while i<=n:
nextNode = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = nextNode
i = i+1
穿针引线部分代码：
nextNode = preHead.next
preHead.next = pre
if nextNode:
nextNode.next = cur
完整代码：
class ListNode:
def __init__(self, x):
self.val = x
self.next = None
class Solution:
def reverseBetween(self , head , m , n ):
# write code here
dummpyNode = ListNode(-1)
dummpyNode.next = head
pre = dummpyNode
cur = head
i = 1
while i<m:
pre = cur
cur = cur.next
i = i+1
preHead = pre
while i<=n:
nextNode = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = nextNode
i = i+1
nextNode = preHead.next
preHead.next = pre
if nextNode:
nextNode.next = cur
return dummpyNode.next链表中的节点每k个一组翻转
将给出的链表中的节点每 k 个一组翻转，返回翻转后的链表
如果链表中的节点数不是 k 的倍数，将最后剩下的节点保持原样
你不能更改节点中的值，只能更改节点本身。
要求空间复杂度 O(1)，时间复杂度 O(n)
输入：
{1,2,3,4,5},2
返回值：
{2,1,4,3,5}
套用公式
这道题目和baseline的区别是，是将对整个链表的反转改成每k个一组反转，如果节点数不是k的倍数，剩下的节点保持原样。
先分段来看，假设面对位置1-位置k的链表：
- 原链表的头节点：cur：从head出发，再走k-1步，到达cur
- 原链表的尾节点：pre：cur前面的节点
- 反转循环条件：for i in range(1,k)
- 反转链表的尾节点：先定义tail=head，等反转完后tail.next就是反转链表的尾节点
先看下套公式部分的代码：
pre = None
cur = head
tail = head
i = 1
while i<=k:
nextNode = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = nextNode
i = i+1这样，我们就得到了1 位置1-位置k的反转链表。
此时：
- pre：指向反转链表的头节点
- cur：位置k+1的节点，下一段链表的头节点
- tail：反转链表的尾节点
那么，得到位置k+1-位置2k的反转链表，就可以用递归的思路，用tail.next=reverse(cur，k)
需要注意：如果链表中的节点数不是 k 的倍数，将最后剩下的节点保持原样
i = 1
tmp = cur
while i<=k:
if tmp:
tmp = tmp.next
else:
return head
i = i+1代码实现
完整代码：
class ListNode:
def __init__(self, x):
self.val = x
self.next = None
class Solution:
def reverseKGroup(self , head , k ):
# write code here
return self.reverse(head, k )
def reverse(self , head , k ):
pre = None
cur = head
tail = head
i = 1
tmp = cur
while i<=k:
if tmp:
tmp = tmp.next
else:
return head
i = i+1
i = 1
while i<=k:
nextNode = cur.next
cur.next = pre
pre = cur
cur = nextNode
i = i+1
tail.next = self.reverse(cur, k)
return pre好了，抓住几个关键点：
- cur：原链表的头节点，在反转结束时，cur指向pre的下一个节点
- pre：原链表的尾节点，也就是反转后链表的头节点。最终返回的是pre。
- while cur：表示反转循环的条件，这里是判断cur是否为空。也可以根据题目的条件改成其他循环条件
- 反转链表的尾节点，这里的尾节点是None，后面会提到显式指定。
想清楚这几个关键点都是如何定义的，基本题目都可以迎刃而解啦。
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。
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