206. 反转链表

反转一个单链表。

示例:

输入: 1->2->3->4->5->NULL
输出: 5->4->3->2->1->NULL
进阶:
你可以迭代或递归地反转链表。你能否用两种方法解决这道题？

解决方案
方法一：迭代
假设存在链表 1 → 2 → 3 → Ø，我们想要把它改成 Ø ← 1 ← 2 ← 3。

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    ListNode prev = null;
    ListNode curr = head;
    while (curr != null) {
        ListNode nextTemp = curr.next;
        curr.next = prev;
        prev = curr;
        curr = nextTemp;
    }
    return prev;
}

在遍历列表时，将当前节点的 next 指针改为指向前一个元素。由于节点没有引用其上一个节点，因此必须事先存储其前一个元素。在更改引用之前，还需要另一个指针来存储下一个节点。不要忘记在最后返回新的头引用！

复杂度分析

时间复杂度：O(n)O(n) 。 假设 nn 是列表的长度，时间复杂度是 O(n)O(n)。

空间复杂度：O(1)O(1) 。

方法二：递归
递归版本稍微复杂一些，其关键在于反向工作。假设列表的其余部分已经被反转，现在我该如何反转它前面的部分？假设列表为：n1 → … → nk-1 → nk → nk+1 → … → nm → Ø

若从节点 nk+1 到 nm 已经被反转，而我们正处于 nk。

n1 → … → nk-1 → nk → nk+1 ← … ← nm

我们希望 nk+1 的下一个节点指向 nk。

所以，

nk.next.next = nk;

要小心的是 n1 的下一个必须指向 Ø 。如果你忽略了这一点，你的链表中可能会产生循环。如果使用大小为 2 的链表测试代码，则可能会捕获此错误。

public ListNode reverseList(ListNode head) {
    if (head == null || head.next == null) return head;
    ListNode p = reverseList(head.next);
    head.next.next = head;
    head.next = null;
    return p;
}

复杂度分析

时间复杂度：O(n)O(n) 。 假设 nn 是列表的长度，那么时间复杂度为 O(n)O(n)。

空间复杂度：O(n)O(n) 。 由于使用递归，将会使用隐式栈空间。递归深度可能会达到 nn 层。