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c++中如何实现链表的反转_c++迭代与递归反转单链表方法【实例】

冰火之心

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发布时间:2026-01-22 13:35:44

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来源于php中文网

原创

迭代法用prev、curr、next三指针,先保存next再反转,返回prev;递归法以子链表新头为返回值,需断原链并重连,注意空指针与成环。

c++中如何实现链表的反转_c++迭代与递归反转单链表方法【实例】

用迭代法反转单链表:三指针是核心

迭代反转的关键在于维护三个指针:prevcurrnext,避免在修改 curr->next 时丢失后续节点。常见错误是先改 curr->next 再取 next,导致链表断裂。

适用场景:空间受限、链表很长、需稳定 O(1) 额外空间。

  • prev 初始为 nullptr,表示新链表的尾(即原链表反转后的头的前驱)
  • 每次循环前必须先保存 curr->nextnext,再执行 curr->next = prev
  • 最后返回 prev,不是 curr(此时 curr 已为 nullptr
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
    ListNode* prev = nullptr;
    ListNode* curr = head;
    while (curr != nullptr) {
        ListNode* next = curr->next;  // 先存后继
        curr->next = prev;            // 反转当前边
        prev = curr;                  // prev 前移
        curr = next;                  // curr 前移
    }
    return prev;  // 新头节点
}

用递归法反转单链表:理解“子问题返回的是新头”

递归写法简洁,但容易误解返回值含义——reverseList(head->next) 返回的是以 head->next 为起点的子链表反转后的**新头节点**,不是原尾节点。常见错误是试图用递归函数直接操作 headnext 而忽略断链与重连顺序。

适用场景:代码可读性优先、链表深度可控(避免溢出)。

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  • 递归终止条件是 head == nullptr || head->next == nullptr,后者保证至少有一个节点可返
  • 递归调用后,head->next 已指向新链表尾部,需让 head->next->next = head 完成翻转
  • 必须置 head->next = nullptr,否则形成环(尤其原链表长度 ≥ 2 时)
ListNode* reverseList(ListNode* head) {
    if (!head || !head->next) return head;
    ListNode* newHead = reverseList(head->next);
    head->next->next = head;
    head->next = nullptr;
    return newHead;
}

反转过程中容易踩的坑:空指针与环检测

两类错误高频出现:一类是未判空就访问 head->nextcurr->next,触发段错误;另一类是忘记置 head->next = nullptr 或误写成 curr->next = prev 顺序颠倒,导致反转后链表成环,遍历时无限循环。

  • 迭代中若省略 curr != nullptr 判断,curr->nextcurrnullptr 时崩溃
  • 递归中若只写 if (!head) return head;,漏掉 !head->next,则单节点输入会进入递归并尝试解引用空指针
  • 反转后建议加简单验证:遍历新链表,检查是否恰好 size 个节点且无重复地址

性能与实际选型建议:别迷信递归简洁性

迭代时间 O(n)、空间 O(1),递归时间 O(n)、空间 O(n)(系统栈深度)。当链表长度超过几千时,递归可能栈溢出(取决于编译器和栈大小),而迭代完全无此风险。

  • LeetCode 等平台测试用例常含长度 10⁵ 的链表,递归在此类场景下不可靠
  • 如果必须用递归(如教学演示),可用尾递归优化写法(但 C++ 标准不保证优化,且需手动改写)
  • 真实项目中,除非有明确架构约束,否则默认选迭代实现

真正要注意的不是“怎么写”,而是“什么时候不该用递归”——尤其当输入规模不可控时,空指针检查和栈深度都得算进设计里。

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