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如何在仅能访问当前节点与下一节点的情况下反转单链表

聖光之護

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发布时间:2026-01-10 18:20:30

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来源于php中文网

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如何在仅能访问当前节点与下一节点的情况下反转单链表

本文讲解如何仅通过调整指针引用(不借助额外数据结构如数组或),在单链表中原地完成反转操作,核心是使用三个指针协同移动,逐步翻转相邻节点间的 `next` 指向。

要实现单链表的原地反转,关键在于不创建新节点、不使用辅助容器(如 ArrayList、Stack),仅通过重新链接 next 引用来改变链表方向。由于 LinkedList 类仅暴露 first 引用,且 Node 仅含 elem 和 next 字段(无 prev),我们必须采用迭代指针法——经典「三指针翻转」策略。

其思想是维护三个引用:

  • prev:指向已反转部分的头节点(初始为 null);
  • current:指向当前待处理节点(初始为 first);
  • next:临时保存 current.next,防止断链。

每轮迭代中:

  1. 保存 current.next 到 next;
  2. 将 current.next 指向 prev(完成一次翻转);
  3. 将 prev 更新为 current;
  4. 将 current 更新为 next。

当 current 变为 null 时,prev 即为新链表的头节点,最后将 first = prev 即可。

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以下是完整、健壮的 reverse() 实现:

public void reverse() {
    Node prev = null;
    Node current = first;
    Node next = null;

    while (current != null) {
        next = current.next;   // 保存下一个节点
        current.next = prev;   // 翻转当前节点的 next 指针
        prev = current;        // prev 前进到当前节点
        current = next;        // current 前进到原下一个节点
    }

    first = prev; // 更新头节点为原尾节点(即现在的 prev)
}

⚠️ 注意事项:

  • 空链表或单节点链表:该实现天然兼容(while 循环不执行或仅执行一次,first 正确更新);
  • 切勿修改 elem 值:题干中你最初的尝试(first.elem = aux.elem)试图“搬运数据”,这既低效又违背“仅重连指针”的要求,也破坏了泛型元素的不可变语义;
  • 时间复杂度 O(n),空间复杂度 O(1):严格满足题目“不使用辅助数据结构”的约束。

总结:链表反转的本质不是移动数据,而是逆转引用流向。掌握 prev/current/next 三指针的协作节奏,是解决所有链表原地操作(如检测环、找中点、合并有序链表)的基础范式。

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