BAT 经典算法笔试题 —— 逆转单向链表

不善言谈的优秀程序员在面试中每每是要吃巨亏的，你没有办法经过说话来轻易证实本身的实力。不管是大厂仍是小厂，大部分面试官都不具有优秀的面试能力，它们也只能经过三言两语观察一下面试者的表面工夫。有不少这样吃了亏的程序员，不喜欢准备面试，不喜欢吹嘘虚假的不存在的经验和能力，甚至连网上的笔试题都懒得作，由于在实际工做中这些鸟题根本一点都用不上。

可是这并非什么值得骄傲的真诚，面试不作准备是对目标企业的不尊重，也是我的性格上自大的一种表现。虽然全部的面试官都但愿面试者是真实的无虚假的不作表面文章的，可是这样的人真的站在你面前时，几乎全部的面试官每每又都看不上。

那如何在尽可能少作表面功夫的基础上让面试官可以看上你？其中的方法之一就是展示平时我的优秀的做品和实现代码，可是这须要时间须要实打实的功夫，可以有机会做出优秀我的做品的人并很少见，大多数人都在忙碌的工做中耗尽了全部的时间。那还有一个方法就是在笔试阶段大显身手，让本身优秀的代码能力跃然纸上，让面试官瞬间对你产生不同的感受。

不要被笔试阶段那些算法题给吼到了，在你眼里彷佛它们是为程序天才们准备的。其实大多数公司的笔试题也是来源于网上，那些被无数人作烂的题目。你被题目搞晕了而别人没有，那是由于别人已经作过这道题了，而不是智商所致。

就拿今天我要讲的算法题 —— 逆转单向链表，它是一个很是简单的题目，可是若是你是第一次见到这道题，将它完完整整没有 bug 的写出来是着实须要费一番功夫的。指望在那短短的笔试题环节就轻松搞定这道题，那真是很是有算法天赋的人才能作到的事。难道大厂里面的程序员个个都是天才，鬼才相信。天才老是极少数的，多数都是像老钱这样的庸才。

好，言归正传，下面咱们开始讲解今天的算法题 —— 逆转单向链表。首先这是一个单向的链表，不一样于 Java 里面的 LinkedList，它是双向的链表。链表中每一个节点之间经过 next 指针串接起来，会有一个链表头和链表尾指针 hold 住整个链表。逆转的任务就是将 head -> a -> b -> c -> d <- tail 变成 head -> d -> c -> b -> a <- tail。

链表结构表示

class Node<T> {
	T value;
	Node<T> next;

	Node(T value) {
		this.value = value;
	}
}

class ReverseLinkedList<T> {
  Node<T> head, tail;
}
复制代码

链表构造器

咱们须要将全部的元素一个一个的使用 next 指针串接起来，链表的头尾节点要用 head 和 tail 变量把持住。加入新元素时，须要调整尾部节点的 next 指针，指向新加入的元素节点。

class ReverseLinkedList<T> {
  private Node<T> head, tail;
  
  public ReverseLinkedList(T... values) {
	for (T value : values) {
		if (tail == null) {
            // 第一个节点
			head = tail = new Node<>(value);
		} else {
            // 后面的节点往链表尾部追加
			Node<T> oldTail = tail;
			oldTail.next = tail = new Node<>(value);
		}
	}
  }
}

ReverseLinkedList<Integer> l = new ReverseLinkedList<>(1,2,3,4,5,6);
复制代码

链表内容呈现

咱们须要提供一个链表的输出方法，以便快速对比逆转后链表的内容是否正确

class ReverseLinkedList<T> {
  private Node<T> head, tail;

  public String toString() {
	StringBuilder sb = new StringBuilder();
	sb.append('[');
	Node<T> cur = head;
	while (cur != null) {
		sb.append(cur.value);
		cur = cur.next;
		if (cur != null) {
			sb.append(',');
		}
	}
	sb.append(']');
	return sb.toString();
  }
}
复制代码

迭代逆转算法

循环调整 next 指针是最容易想到的方法，可是要将指针精确地逆转正确其实并不容易。下面代码中的循环部分很短，可是却很精致，使用了三个临时局部变量 cur、next 和 nextnext，稍有不慎就会出错。

当我写完下面这段代码时，虽然能够正常运行出指望的结果，可是总小心哪里会有遗漏，是否是什么地方少了个 if else，这就是编写算法代码时常见的心理状态。

class ReverseLinkedList<T> {
  private Node<T> head, tail public ReverseLinkedList<T> reverseByLoop() {
    // 空链表或者单元素都无需处理
	if (head == tail) {
		return this;
	}
	Node<T> cur = head;
	Node<T> next = cur.next;
	while (next != null) {
		Node<T> nextnext = next.next;
		next.next = cur;
		cur = next;
		next = nextnext;
	}
	tail = head;
	tail.next = null;
	head = cur;
	return this;
  }
}
复制代码

递归逆转算法

使用递归的思想来解决这个问题也是一个很好的主意，只不过当链表特别长时，调用栈会很深，链表长到必定程度就会抛出臭名昭著的异常 StackOverflowException。

class ReverseLinkedList<T> {
  private Node<T> head, tail public ReverseLinkedList<T> reverseByRecursive() {
	Node<T> oldTail = tail;
	tail = reverseFrom(head);
	tail.next = null;
	head = oldTail;
	return this;
  }

  private Node<T> reverseFrom(Node<T> from) {
  	if (from == tail) {
	  return from;
	}
	Node<T> end = reverseFrom(from.next);
	end.next = from;
	return from;
  }
}
复制代码

完整代码

package leetcode;

public class ReverseLinkedList<T> {

	static class Node<T> {
		T value;
		Node<T> next;

		Node(T value) {
			this.value = value;
		}
	}

	Node<T> head;
	Node<T> tail;

	@SafeVarargs
	public ReverseLinkedList(T... values) {
		for (T value : values) {
			if (tail == null) {
				head = tail = forNode(value);
			} else {
				Node<T> oldTail = tail;
				oldTail.next = tail = forNode(value);
			}
		}
	}

	public ReverseLinkedList<T> reverseByLoop() {
		if (head == tail) {
			return this;
		}
		Node<T> cur = head;
		Node<T> next = cur.next;
		while (next != null) {
			Node<T> nextnext = next.next;
			next.next = cur;
			cur = next;
			next = nextnext;
		}
		tail = head;
		tail.next = null;
		head = cur;
		return this;
	}

	public ReverseLinkedList<T> reverseByRecursive() {
		Node<T> oldTail = tail;
		tail = reverseFrom(head);
		tail.next = null;
		head = oldTail;
		return this;
	}

	private Node<T> reverseFrom(Node<T> from) {
		if (from == tail) {
			return from;
		}
		Node<T> end = reverseFrom(from.next);
		end.next = from;
		return from;
	}

	public String toString() {
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		sb.append('[');
		Node<T> cur = head;
		while (cur != null) {
			sb.append(cur.value);
			cur = cur.next;
			if (cur != null) {
				sb.append(',');
			}
		}
		sb.append(']');
		return sb.toString();
	}

	private static <T> Node<T> forNode(T value) {
		return new Node<>(value);
	}

	public static void main(String[] args) {
		ReverseLinkedList<Integer> rl = new ReverseLinkedList<>(1, 2, 3, 4, 5, 6);
		System.out.println(rl.reverseByRecursive().reverseByRecursive());
	}
}
复制代码