LeetCode算法题(Go语言实现)_31
题目
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。
一、代码实现
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
var prev *ListNode // 前驱节点初始化为nil
current := head // 当前节点从头节点开始
for current != nil {
nextTemp := current.Next // 临时保存下一个节点
current.Next = prev // 反转指针方向
prev = current // 前驱指针后移
current = nextTemp // 当前指针后移
}
return prev // 返回新头节点
}
二、算法分析
1. 核心思路
- 指针逆向：通过三指针（prev/current/nextTemp）遍历链表，逐节点反转指针方向
- 原地修改：无需额外存储空间，仅通过修改指针实现反转
2. 关键步骤
- 初始化指针：
prev初始化为nil，current指向头节点 - 保存后继节点：用
nextTemp暂存current.Next防止断链 - 指针反转：将
current.Next指向prev完成局部反转 - 指针后移：
prev和current同步后移处理下一个节点
3. 复杂度
| 指标 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| 时间复杂度 | O(n) | 单次遍历所有节点 |
| 空间复杂度 | O(1) | 仅需三个指针变量 |
三、图解示例
四、边界条件与扩展
1. 特殊场景验证
- 空链表：直接返回
nil - 单节点链表：保持原样返回
- 双节点链表：1→2 反转为 2→1
2. 多语言实现
# Python递归法实现
def reverseList(self, head: ListNode) -> ListNode:
if not head or not head.next:
return head
p = self.reverseList(head.next)
head.next.next = head
head.next = None
return p
// Java双指针法
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;
}
五、总结与扩展
1. 核心创新点
- 三指针黄金法则：prev/current/nextTemp组合实现高效反转
- 数学归纳证明：局部反转的正确性保证全局正确
2. 扩展应用
- 双向链表反转：需额外处理prev指针
- K个一组反转：递归+迭代组合（LeetCode 25）
- 回文链表检测：快慢指针+局部反转（LeetCode 234）
3. 工程优化方向
- 内存预分配：Go切片预分配容量减少扩容开销
- 并发安全：添加读写锁支持多线程环境操作