算法入门题：如何反转一个单向链表？

最近在 LeetCode 上面玩 链表 类型的题目，因此打算写一篇文章，分享一下在作链表类型题目的心得。

众所周知，玩链表就是玩指针，今天跟你们讲解一个链表的入门题目，如何反转一个单向链表 也是 LeetCode #206 是很热门的一道编程题 LC#206 Reverse Linked List ，如图：

解题理论：

想要反转一个单向链表，除了当前的 head 指针外，咱们还另外须要两个辅助指针：

• preNode 用于保存上一个引用的指针
• nextNode 用于保存下一个引用的指针

无论你使用什么编程语言，反转链表的公式都是同样的，主要分为如下四步：

1. 将当前 head 引用的 next 引用传递给 nextNode
2. 将当前 preNode 引用赋值给 head.next 实现反转（重要）
3. 移动 preNode 指针，准备进行下一次反转
4. 移动 head 指针，准备进行下一次反转

使用 Java 语言表示的代码以下：

public static ListNode reverseList(ListNode head) {
        ListNode next, pre = null;
        while (head != null) {
            next = head.next;
            head.next = pre;
            pre = head;
            head = next;
        }
        return pre;
    }

由于动态语言容许交叉赋值，因此使用动态语言反转链表就更加的简单，代码以下：

def reverse_list(head)
      while(head != nil) 
          cur_next, head.next, pre = head.next, pre, head
          head = cur_next
      end
      pre
  end

图解数据结构

上面代码和文字描述看上去可能不太直观，咱们下面经过图文的形式展现一个单向链表是如何被反转的

单向链表的初始状态：

而后咱们第一步，开始初始化指针，

ListNode next, pre = null

而后，执行第一步切换指引的代码：

next = head.next;

这时候链表和指针的位置改变以下图：

当执行第二步代码：

head.next = pre;

这时候链表内的指针发生了以下的变化：

这里能够看到 head 引用的 next 指向已经发生的反转变化 ，这一步也是反转链表最重要的一步

后面第三步，第四步就是移动 preNode，head 指针，准备为下一次元素反转作准备了

第三步代码：

pre = head;

如图：

这时候 preNode 已经跟 head 头指针指向同一个节点，准备为下一次反转作准备

第四步代码：

head = next;

看到这里你们发现 nextNode 指针其实做用不大，就是帮助 head 同窗临时占一个位置的，反转指针主要依靠 preNode 和 head，反转完成后如何：

执行到这里，元素 1 已经被反转过来的，只须要将以上四步执行 N 次，就能够将一个长度为 N 的链表所有反转，因此这套解法的时间复杂度就是 O（n），最后只要提交代码，你就能战胜全国 90%的对手，不信的话能够打开 LeetCode 提交一下代码 (●—●)

总结

这道题很是简单，若是你是老手的话就当帮你回顾一下反转链表的解题思路，若是你是新手的话说不定能帮忙打开算法世界的大门，以为文章不错的话，能够分享给朋友，最后再留一个问题，能够思考一下：

• 为何最终返回的指针是 preNode， 而不是 head ？