链表面试题（一）：反转链表的算法实现

关于链表的考察

　　链表是面试里面经常涉及到的考点，因为链表的结构相比于Hashmap、Hashtable、Concurrenthashmap或者图等数据结构简单许多，对于后者更多面试的侧重点在于其底层实现。比如Hashmap中Entry<k,v>等操作、如何扩容、容量的设定等。链表的考察更侧重于代码的书写和思路的形成。虽然说，链表的结构简单，但是涉及到指针的操作，容易引申出一些挑战性的考题，其中也牵涉到诸多小的细节的考虑，更能看出代码书写的能力和功底。

面试题：反转链表

题目：定义一个函数，输入一个链表的头结点，反转该链表并输出反转后链表的头结点。

　　下面给出了链表结点的定义：

struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode *next;
    ListNode(int x) :
            val(x), next(NULL) {
    }
};

分析：

　　链表前后元素的关联就是通过指针实现的，每个链表都有一个next指针指向下一个结点，末尾的节点的next域则置NULL;

　　反转链表就是要求修改指针的指向。下面的图就是反转前和反转后的效果。

反转前：

反转后：

下面来谈谈如何对链表进行反转。

　　假设我们现在正在对结点v进行反转操作，即原来结点u的next域指向v（图中已经调整完毕，现在指向前一个结点），v的next域指向w。现在要做的是将v的next域指向u。从图中我们可以看出，当把v的next指针指向u的同时，原先指向的w就已经无法被正常的访问到了，为了避免“断链”，我们必须在指针更改指向之前，保存修改结点的下一结点。同时我们也必须存储上一个结点，因为next域即将修改指向该结点。因此定义三个指针，分别指向当前遍历的结点，前一个结点和后一个结点。

算法实现如下：

ListNode* ReverseList(ListNode* pHead)
{
    ListNode* pReversedHead = NULL;
    ListNode* pNode = pHead;
    ListNode* pPrev = NULL;
    while(pNode != NULL)
    {
        ListNode* pNext = pNode->m_pNext;

        if(pNext == NULL)
            pReversedHead = pNode;

        pNode->m_pNext = pPrev;

        pPrev = pNode;
        pNode = pNext;
    }

    return pReversedHead;
}

　　当然，上面的源码中用到了四个指针，看完源码就会发现和上面分析的原理并没有相悖。或者下面这样也是可以的，两者的思路一致，没有差别。只不过下面的代码必须注意一点，跳出while循环的时候，最后一个结点的next域别忘记指向前一个结点，否则就会导致“断链”。

    ListNode* ReverseList(ListNode* pHead) {
        ListNode *root=pHead; 
        ListNode *pre=NULL;  
        ListNode *next=NULL;
        if(pHead==NULL) return NULL; 
    while(root->next){  
        next=root->next;   
        root->next=pre;      
        pre=root;       
        root=next;     
    }    
        root->next=pre; 
        return root; 
    }