前言
单链表是一种常见、重要的数据结构，并且随着时间飞逝，也衍生出了诸多针对单链表的操作算法，例如，今天本文中即将会聊到的单链表的反转操作 。
下面会结合一些图片详细讲解下单链表的数据结构，以及通过三种方式（递归、双指针法、循环遍历）进行单链表的反转。
面试官，拜托别问怎么进行单链表反转？“核弹”我真造不来
数据结构
单链表的数据结构：
单链表是一种线性结构，它是由一个个节点（Node）组成的。并且每个节点（Node）是由一块数据域（data）和一块指针域（next）组成的。
节点（Node）结构图如下：
节点的数据域：data数据域一般就是用来存放数据的 。（注：data域需要指定类型，只能存放指定类型的数据，不能什么东西都放，是不是呀； 那代码中是怎么实现的呢？ 使用 泛型 。）节点的指针域：next指针域一般就是存放的指向下一个节点的指针；这个指针其实是一个内存地址，因为Node节点对象是存放在JVM中的堆内存中，所以节点的next指针域中存放就是下一个节点在堆内存中的地址；而在代码中对象的内存地址是赋值给其引用变量了，所以指针域中存放的是下一个节点对象的引用变量。
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单链表结构图如下：（下图是由三个节点构成的单链表）
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若有所思，en en en . . . . . . 好像单链表的知识在脑海中清晰了些呀；那要不我们快马加鞭，赶紧把单链表的数据结构代码弄出来，然后再思索下怎么进行反转， en en en. . . .. . . 嘿嘿！
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代码
1、Node节点类：
创建Node节点类，节点类中并且额外提供了两个方法（单链表的创建方法、单链表的遍历放歌）；
注意：单链表的创建方法** createLinkedList( )**：Node节点的插入方式为 尾插法 ， 其实还有 头插法 方式；
扩展：链表中节点的插入方式还在 HashMap 中使用到了，在 JDK 1.7 时是头插法，JDK 1.8时是尾插法；
/** * @PACKAGE_NAME: com.lyl.linklist * @ClassName: Node 节点类 * @Description: 单链表的组成元素：Node节点 * @Date: 2020-05-30 16:18 **/public class Node<T> { // 节点的数据域 public T data; // 节点的指针域 public Node next; /** * 构造方法 * @param data 数据域值 */ public Node(T data) { this.data = data; } /** * 创建 单链表 （尾插法） * @return 返回头结点 */ public static Node createLinkedList(){ // 头节点 Node<String> head; Node<String> n = new Node<String>("111"); Node<String> n1 = new Node<String>("222"); Node<String> n2 = new Node<String>("333"); // 指定头节点 head = n; n.next = n1; n1.next = n2; // 返回头结点 return head; } /** * 链表遍历 * @param node */ public static void traverse(Node node) { while (node != null) { System.out.print(node.data + " --> "); node = node.next; } System.out.print("null"); System.out.println(); }}
2、单链表反转
递归实现反转：
/** * @PACKAGE_NAME: com.lyl.linklist * @ClassName: ReverseByRecursiveTest * @Description: 使用递归实现单链表反转 * @Date: 2020-05-30 17:01 **/public class ReverseByRecursiveTest { /** * 使用 递归 实现单链表反转 * @param head 链表的 头节点 * @return 返回反转后的 head 头结点 */ public static Node reverse(Node head) { if (head == null || head.next == null) { return head; } // 获取头结点的下个节点，使用temp临时节点存储 Node temp = head.next; // 递归调用 Node node = reverse(head.next); // 将头节点的下一个节点的指针域指向头节点 temp.next = head; // 将头节点的指针域置为null head.next = null; return node; } // test public static void main(String[] args) { // 创建单链表 Node head = Node.createLinkedList(); // 遍历新创建的单链表 System.out.print("新创建的单链表： "); Node.traverse(head); // 递归反转单链表 Node newHead = reverse(head); // 遍历反转后的单链表 System.out.print("反转后的单链表： "); Node.traverse(newHead); }}
运行输出：
新创建的单链表： 111 --> 222 --> 333 --> null反转后的单链表： 333 --> 222 --> 111 --> null
图解递归方法的调用过程：
1.首先将头结点（data域为 111 节点）传入 reverse( ) 方法中，并将方法压入栈：
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2.当执行到 Node node = reverse(head.next); 将 data域为 222 的节点传入 reverse( ) 方法中，并将方法压入栈：
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3.当执行到 Node node = reverse(head.next); 将 data域为 333 的节点传入 reverse( ) 方法中，并将方法压入栈； 然后当执行到 if 判断时，发现 data 域为 333 的节点的 next 指针域指向的下一个节点为 null，此时方法返回当前head头结点（data域为 333 的节点）：
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4.当 reverse(333) ; 方法出栈时，此时会继续执行 reverse(222) ; 继续执行递归调用后面的代码，并且执行完后， **reverse(222) **方法出栈：
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5.当 reverse(222) ; 方法出栈时，此时会继续执行 reverse(111) ; 继续执行递归调用后面的代码，并且执行完后， **reverse(111) **方法出栈：
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6.当reverse(111) 方法出栈了，那么此时递归调用结束， 最终堆中的单链表的结构如图：
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递归调用终于写完了，这个图太费劲了，花费了太多时间了；画图所使的工具是：ProcessOn 。
循环遍历+辅助空间 实现反转
/** * @PACKAGE_NAME: com.lyl.linklist * @ClassName: ReverseByTraverseTest * @Description: 使用 循环遍历+辅助空间 进行单链表反转 * @Date: 2020-05-30 19:11 **/public class ReverseByTraverseTest { /** * 使用 遍历+辅助空间 进行链表反转 * @param head * @return 返回反转后的 head 头结点 */ public static Node reverse(Node head) { // list集合 辅助空间 List<Node> list = new ArrayList<Node>(); while (head != null) { list.add(head); head = head.next; } for (int i = list.size() - 1; i > 0; i--) { Node n = list.get(i); Node n1 = list.get(i-1); n.next = n1; n1.next = null; } // 返回头结点 return list.get(list.size() - 1); } // test public static void main(String[] args) { // 创建单链表 Node head = Node.createLinkedList(); // 遍历新创建的单链表 System.out.print("新创建的单链表： "); Node.traverse(head); // 递归反转单链表 Node newHead = reverse(head); // 遍历反转后的单链表 System.out.print("反转后的单链表： "); Node.traverse(newHead); }}
双指针+辅助临时节点 实现反转
/** * @PACKAGE_NAME: com.lyl.linklist * @ClassName: ReverseByDoublePointerTest * @Description: 使用 双指针+辅助临时节点 实现单链表反转 * @Date: 2020-05-30 19:17 **/public class ReverseByDoublePointerTest { /** * 使用 双指针+辅助临时节点 进行链表反转 * @param head * @return 返回反转后的 head 头结点 */ public static Node reverse(Node head) { // 当前节点指针 Node current ; // 前一节点指针 Node previous; // 当前节点指针初始化指向头结点 current = head; // 前一节点指针初始化为 null previous = null; while(current != null){ // 辅助的临时节点, 存储当前节点的下一个节点 Node temp = current.next; // 当前节点的下一个节点指向了前一个节点指针指向的节点 current.next = previous; // 然后 前一节点指针向前移动一个节点，此时和当前节点指针都指向了当前节点 previous = current; // 当前节点指针也向前移动一个节点，也就是移动到了当前节点的下一个节点，就是临时节点指向的节点 current = temp; } // 返回头结点 return previous; } // test public static void main(String[] args) { // 创建单链表 Node head = Node.createLinkedList(); // 遍历新创建的单链表 System.out.print("新创建的单链表： "); Node.traverse(head); // 递归反转单链表 Node newHead = reverse(head); // 遍历反转后的单链表 System.out.print("反转后的单链表： "); Node.traverse(newHead); }}
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end，终于写完，本文中着重讲解了下 递归 的调用过程，因为递归一般是不太好理解的 。
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