- 首先，我们以单链表为例子进行演示。总所周知，单链表的每个节点都会持有当前节点的下一个节点的对象引用，即next。现在的题目是：“设计一个算法，逆转一个已知的单链表”。解题思路是：单链表是有序的，即知道一个节点，那么我们就可以确认当前节点（node）的下一个节点(next)，即node持有next对象引用。如果反过来，next持有node，那不就是逆转吗？
package code.code_02; /** * 题目：设计一种算法，可以逆转单链表 */ public class SingleNodeList { //单链表 private static class Node { public int data; public Node next; Node (int _data){ this.data = _data; } public int getData() { return data; } } //循环的方式逆转 public static Node reverseNode (Node node) { if (node == null) { System.out.println("链表不存在"); } //标记前一个已经完成逆转的节点 Node prev = null; //标记下一个待逆转的节点 Node next = null; do { //步骤一 //记录当前节点的下一个节点，因为它是下一个待逆转的节点。 //如果不标记，执行步骤二会导致可达性分析无法完成，导致第一个节点完成逆转后剩余节点被内存回收 next = node.next; //步骤二 // 进行节点逆转操作 //第一次进入，当前节点将会变成逆转后的最后一个节点。而最后一个节点的next将会指向null //再次进入的时候，因为第一次执行了步骤三，prev将会变成上一个已经完成逆转的节点，那么它自然变成当前节点逆转后的下一个节点 node.next = prev; //步骤三 //因为当前node已经逆转完成，把它标记并为下一个节点的后继节点做准备。 //第二次进入的时候在步骤二中调用 prev = node; //步骤四 //此时的node引用移动到逆转前当前节点的下一个节点，next已经在步骤一中记录 node = next; } while(node != null); //此处为什么要返回prev，而不是返回当前节点node呢？ //因为最后一个节有值点为4, 而他的下一个节点为null. 我们需要的是链表中实际存在的节点 return prev; } //递归的方式逆转链表 public static Node reverseNode2 (Node curNode, Node preReverseNode, Node next) { if (curNode == null) { return curNode; } curNode.next = preReverseNode; preReverseNode = curNode; curNode = next; //逆转后需要再次确认当前待逆转的节点是不是null,如果是null说明已经是逆转前的最后一个油值节点4的下一个节点了。 // 那么我们只要返回最后一个有值节点即可，因为我们需要的是链表中实际存在的节点 return curNode != null ? reverseNode2(curNode, preReverseNode, curNode.next) : preReverseNode; } public static void printNode (Node node) { if (node == null) { System.out.println("链表不存在"); } System.out.println("当前链表的值为： " + node.getData()); //递归的方式逐层打印Node的子节点 if(node.next != null) { printNode(node.next); } } public static void main(String[] args) { //生成单链表 Node n = new Node(1); n.next = new Node(2); n.next.next = new Node(3); n.next.next.next = new Node(4); System.out.println("打印循环逆转前的链表: ================================"); printNode(n); n = reverseNode(n); System.out.println("打印循环逆转后的链表: ================================"); printNode(n); Node n1 = new Node(1); n1.next = new Node(2); n1.next.next = new Node(3); n1.next.next.next = new Node(4); System.out.println("打印递归逆转前的链表: ================================"); printNode(n1); n1 = reverseNode2(n1, null, n1.next); System.out.println("打印递归逆转后的链表: ================================"); printNode(n1); } }
打印结果为：
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打印循环逆转前的链表: ================================ 当前链表的值为： 1 当前链表的值为： 2 当前链表的值为： 3 当前链表的值为： 4 打印循环逆转后的链表: ================================ 当前链表的值为： 4 当前链表的值为： 3 当前链表的值为： 2 当前链表的值为： 1 打印递归逆转前的链表: ================================ 当前链表的值为： 1 当前链表的值为： 2 当前链表的值为： 3 当前链表的值为： 4 打印递归逆转后的链表: ================================ 当前链表的值为： 4 当前链表的值为： 3 当前链表的值为： 2 当前链表的值为： 1 Process finished with exit code 0
- 既然是设计链表的逆转，当然是要区分单链表和双链表的。那么双链表又改如何设计呢？其实，原理一致，只不过双链表的每个节点会有一个last和next节点对象的引用而已。理解了单链表，那么改成双链表也就非常简单了
package code.code_02; public class DoubleNodeList { //双链表 private static class Node { public int data; public Node last; public Node next; Node (int _data){ this.data = _data; } public int getData() { return data; } } public static Node reverseDoubleNodeList (Node node, Node prev) { if (node == null) { System.out.println("当前node节点为null"); return node; } //记录当前节点的上一个节点，下一个节点，为逆转当前节点做准备 //如果不记录,当前节点逆转后会导致数据丢失 Node last = node.last; Node next = node.next; //逆转当前节点 node.next = last; node.last = next; //prev记录当前已经完成逆转的节点，为下一次递归做准备 //因为下一次递归的时候，我们需要记录最新的完成逆转的节点，而prev是为了记录已经完成逆转的节点 prev = node; //完成逆转后, 当前节点node会移动到下一个节点 node = next; //如果逆转前进入的节点是最后一个有值节点，那么你转完以后node会来到null的位置 //此时,我们不需要对node==null的节点进行逆转，因此只需要返回最后一次完成逆转的节点即可 //也许，prev会有歧义，我们可以换个合适的名称来代替prev, 比如preReversedNode return node != null ? reverseDoubleNodeList(node, prev):prev; } public static void printNode (Node node) { if (node == null) { System.out.println("链表不存在"); } Node last = node.last; Node next = node.next; System.out.println("当前节点的值为： " + node.getData() + ", 上一个节点值为：" + (last != null ? last.getData():null) + ", 下一个节点为： " + (next !=null ? next.getData():null)); //递归的方式逐层打印Node的子节点 if(next != null) { printNode(next); } } public static void main(String[] args) { //构造出5个双链表节点 Node node = new Node(0); Node node1 = new Node(1); Node node2 = new Node(2); Node node3 = new Node(3); Node node4 = new Node(4); node.next = node1; //node1节点 node1.last = node; node1.next = node2; //node2节点 node2.last = node1; node2.next = node3; //node3节点 node3.last = node2; node3.next = node4; //node4节点 node4.last = node3; System.out.println("逆转前node的hash值为" + node.hashCode()); System.out.println("========================测试逆转前的双链表============"); printNode(node); //此处为什么需要一个node来接受逆转后的值呢？ //其实说是逆转，实际上是更新了内存中每一个对象的的值,并且更改了每一个node的指向。类似于生成了一个新对象 //我们可以根据逆转前，逆转后的node的hash值进行确认 //而实际开发中，如果只是一个object对象，比如set了一些变量值, 那么无法接受值（此处需要理解） node =reverseDoubleNodeList(node, null); System.out.println("逆转后node的hash值为" + node.hashCode()); System.out.println("========================测试逆转后的双链表============"); printNode(node); } }
打印结果如下
逆转前node的hash值为1163157884 ========================测试逆转前的双链表============ 当前节点的值为： 0, 上一个节点值为：null, 下一个节点为： 1 当前节点的值为： 1, 上一个节点值为：0, 下一个节点为： 2 当前节点的值为： 2, 上一个节点值为：1, 下一个节点为： 3 当前节点的值为： 3, 上一个节点值为：2, 下一个节点为： 4 当前节点的值为： 4, 上一个节点值为：3, 下一个节点为： null 逆转后node的hash值为1956725890 ========================测试逆转后的双链表============ 当前节点的值为： 4, 上一个节点值为：null, 下一个节点为： 3 当前节点的值为： 3, 上一个节点值为：4, 下一个节点为： 2 当前节点的值为： 2, 上一个节点值为：3, 下一个节点为： 1 当前节点的值为： 1, 上一个节点值为：2, 下一个节点为： 0 当前节点的值为： 0, 上一个节点值为：1, 下一个节点为： null Process finished with exit code 0