【LeetCode 热题 100】206. 反转链表

news2025/5/11 19:27:11

📌 难度：简单
📚 标签：链表、双指针、迭代、递归
🔗 题目链接（LeetCode CN）

🧩 一、题目描述

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。

✅ 示例：

输入：

head = [1,2,3,4,5]

输出：

[5,4,3,2,1]

🔍 二、链表与 Python 列表的区别

很多初学者会误解输入 head = [1,2,3] 是 Python 列表。其实这是题目的简化表示方式，真正传入 reverseList 函数的是链表结构，如下：

class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

链表在内存中的结构类似这样：

ListNode(1) → ListNode(2) → ListNode(3) → None

🧠 三、解题核心思路：三指针迭代法

反转链表的本质是：逐步改变每个节点的 next 指针方向。

📌 用到三个指针：

指针	含义
`cur`	当前正在处理的节点
`pre`	当前节点的前一个节点（反转部分的头）
`tmp`	临时保存 `cur.next`，防止链断

📊 四、图解执行流程

以链表 1 → 2 → 3 → None 为例：

初始状态：

pre = None
cur = 1

第一步：

tmp = cur.next  # tmp = 2
cur.next = pre  # 1 → None
pre = cur       # pre = 1
cur = tmp       # cur = 2

第二步：

tmp = 3
2 → 1 → None
pre = 2
cur = 3

第三步：

tmp = None
3 → 2 → 1 → None
cur = None，结束

最终返回 pre，即新的头节点。

✅ 五、Python 实现代码（迭代）

# Definition for singly-linked list.
class ListNode:
    def __init__(self, val=0, next=None):
        self.val = val
        self.next = next

from typing import Optional

class Solution:
    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        cur = head
        pre = None
        while cur:
            tmp = cur.next       # 1. 暂存下一个节点
            cur.next = pre       # 2. 当前节点指向前一个
            pre = cur            # 3. pre 向前移动
            cur = tmp            # 4. cur 向前移动
        return pre

🧯 六、常见错误总结

错误描述	原因
`cur.next = cur`	会造成死循环，指针指向自己
忘记保存 `cur.next`	链表断链，后面访问不到
最后返回 `cur`	`cur` 最后是 `None`，应返回 `pre`

🔁 七、递归解法（可选拓展）

虽然迭代更推荐，但你也可以使用递归反转链表：

class Solution:
    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
        if head is None or head.next is None:
            return head
        new_head = self.reverseList(head.next)
        head.next.next = head
        head.next = None
        return new_head