对于"单链表逆置和递归"的问题的理解.

　一. 相关知识要点:

　　　　学习或了解基础数据结构和C语言, 对基础链表知识或相关知识有概况性认识.

　　例如: 本题目结构为:

 #define  elem_type  int
 typedef  struct   _single_list {
         elem_type            data;　　//所存的数据元素
         _single_list        *next;　　//所存的指针元素
 }ListNode;

二. 问题的思考过程(本题以3种不同的方法解决):

　　<１>类似于我们学习的C语言基础知识中的冒泡排序(参考C程序设计　第四版谭浩强P147)

说明：

　　　输入数据： 1  7  2  8  4.

　　　得到数据： 4  8   2  7  1.

　　　　过程如下:

　　

　　

　　　如图上所示: 第一轮循环结束: 　　

　　第二轮循环将B放到倒数第二的位置: 如图：

　　

　　同理: 再循环三次即可完成单链表的逆置: 结果为：

　　

　　结果如上:  代码如下:

 void ReverseList_1(ListNode *phead)
 {
     assert(phead);
     ListNode *ptr = phead->next;
     int len = ;//作为循环控制变量
     while(ptr)
     {
         ++len;
         ptr = ptr->next;
     }
 
     //p和ptr作为中间变换的参量, 一般情况下p = ptr->next;
     ListNode *p = NULL;
 
     for(int i = ; i < len-; i++)
     {
         ptr = phead->next;
         for(int j = ; j < len-i-; j++)
         {
             //用内外循环来控制变量的指向.
             p = ptr->next;
             if(ptr == phead->next)
             {
                 ptr->next     = p->next;
                 p->next     = ptr;
                 phead->next = p;
                 //在每一次外循环头指针需要维护
                 continue;
             }
             ListNode *s = phead->next;
             //s的目的是找的ptr的前驱, p为ptr后驱
             while(s->next != ptr)
             {
                 s = s->next;
             }
             ptr->next = p->next;
             p->next   = ptr;
             s->next   = p;
             //将ptr 放到p的后面
         }
     }
 }

　　优点: 思想上比较好理解, 容易联系课本来解决问题.

　　缺点: 代码上仍需几个指针进行控制, 而且三层循环, 不易实现,  效率不是很高.

　　<2>利用链表的特性, 进行头插.(参考 数据结构 第二版 严蔚敏 P14)　

　　　　

　　　　结果如上: 代码如下:

 void ReverseList_2(ListNode *phead)
 {
     assert(phead);
     ListNode *ptr = phead->next; //相当于图上的p指针
     ListNode *s   = NULL;　//一般指向ptr->next 并保存下一个地址
     phead->next   = NULL;
     while(ptr != NULL)
     {
         /*
         * 先将ptr　头指针的先一个位置进行头插.
         */
         s = ptr->next;
         ptr->next = phead->next;
         phead->next = ptr;
         ptr = s;
     }
 }

　　优点: 联系结构实际, 进行方法调用 , 代码简单, 思想较易.

　　缺点:  无.

　　<3> 利用递归调用, 来进行逆置, 这个比较难理解(可以忽略...     参考C程序设计　第四版　谭浩强 P184)

　　　　　

　　　　　　　　

如上所示: 其代码为:

 ListNode* Recursion_1(ListNode *ptr, ListNode *p)
 {
     if(!p)
     {
         //递归调用的退出条件
         return ptr;
     }
     else
     {
         /*
         * 递归进入, 并作后续的逆置,
         */
         ListNode *s = Recursion_1(ptr->next, p->next);
         ptr->next   = NULL;
         p->next = ptr;
         return s;
     }
 }
 
 ListNode* RecursionReverseList_1(ListNode *phead)
 {
     if(!phead && !phead->next)
     {
         //判断是否错误
         return phead;
     }
     return Recursion_1(phead->next, phead->next->next);
     //这个将来为phead->next = s, 成立
 }

　   优点：可以对递归的整个流程有一个大致的了解, 并对问题的解决有了一个更深的认识.

　　缺点：不好想, 代码难实现,　

额外扩展: 可不可以将方法二转换成"递归"形式: 其代码如下:

 void Recursion_2(ListNode *phead, ListNode *ptr)
 {
     if(!ptr->next)
     {
         return;
     }
     /*
     * 进行头插
     */
     ListNode *s = ptr->next;
     ptr->next   = s->next;
     s->next     = phead->next;
     phead->next = s;
     Recursion_2(phead, ptr);
 }
 
 void RecursionReverseList_2(ListNode *phead)
 {
     if(!phead)
     {
         return ;
     }
     Recursion_2(phead, phead->next);
 }

接下来我们进行测试下代码：

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>
 #include<assert.h>
 #include<malloc.h>
 
 #define  ElemType int
 typedef struct SList
 {
     ElemType data;
     SList     *next;
 }ListNode;
 /*
 *购买内存
 * */
 ListNode *buyNode()
 {
     ListNode *p = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
     assert(p);
     memset(p, '\0', sizeof(ListNode));
     return p;
 }
 /*
 *删除节点
 * */
 void DeleteNode(ListNode *ptr)
 {
     if(NULL == ptr)
     {
         return ;
     }
     free(ptr);
     ptr = NULL;
 }
 /*
 *普通的删除单链表
 * */
 void DeleteList(ListNode *phead)
 {
     ListNode *ptr = phead->next;
     if(NULL == ptr)
     {
         return ;
     }
     ListNode *p = NULL;
     while(ptr)
     {
         p = ptr->next;
         DeleteNode(ptr);
         ptr = p;
     }
 }
 /*
 *递归删除单链表
 * */
 void RecursionDeleteList(ListNode *ptr)
 {
     if(NULL == ptr->next)
     {
         return ;
     }
     RecursionDeleteList(ptr->next);
     DeleteNode(ptr->next);
     ptr->next = NULL;
 }
 /*
 *打印单链表
 * */
 void PrintList(ListNode *phead)
 {
     ListNode *ptr = phead->next;
     while(ptr)
     {
         printf(" %d", ptr->data);
         ptr = ptr->next;
     }
 }
 /*
 *头插法建立单链表
 * */
 void PushFront(ListNode *phead, ElemType key)
 {
     ListNode *p = buyNode();
     p->data     = key;
     p->next     = phead->next;
     phead->next = p;
 }
 /*
 *方法_1
 * */
 void ReverseList_1(ListNode *phead)
 {
     assert(phead);
     ListNode *ptr = phead->next;
     int len = ;//作为循环控制变量
     while(ptr)
     {
         ++len;
         ptr = ptr->next;
     }
 
     //p和ptr作为中间变换的参量, 一般情况下p = ptr->next;
     ListNode *p = NULL;
 
     for(int i = ; i < len-; i++)
     {
         ptr = phead->next;
         for(int j = ; j < len-i-; j++)
         {
             //用内外循环来控制变量的指向.
             p = ptr->next;
             if(ptr == phead->next)
             {
                 ptr->next     = p->next;
                 p->next     = ptr;
                 phead->next = p;
                 //在每一次外循环头指针需要维护
                 continue;
             }
             ListNode *s = phead->next;
             //s的目的是找的ptr的前驱, p为ptr后驱
             while(s->next != ptr)
             {
                 s = s->next;
             }
             ptr->next = p->next;
             p->next   = ptr;
             s->next   = p;
             //将ptr 放到p的后面
         }
     }
 }
 /*
 *方法_2
 * */
 void ReverseList_2(ListNode *phead)
 {
     assert(phead);
     ListNode *ptr = phead->next; //相当于图上的p指针
     ListNode *s   = NULL; //一般指向ptr->next 并保存下一个地址
     phead->next   = NULL;
     while(ptr != NULL)
     {
         /*
         * 先将ptr　头指针的先一个位置进行头插.
         */
         s = ptr->next;
         ptr->next = phead->next;
         phead->next = ptr;
         ptr = s;
     }
 }
 /*
 *方法_3
 * */
 ListNode* Recursion_1(ListNode *ptr, ListNode *p)
 {
     if(!p)
     {
         //递归调用的退出条件
         return ptr;
     }
     else
     {
         /*
         * 递归进入, 并作后续的逆置,
         */
         ListNode *s = Recursion_1(ptr->next, p->next);
         ptr->next   = NULL;
         p->next = ptr;
         return s;
     }
 }
 
 ListNode* RecursionReverseList_1(ListNode *phead)
 {
     if(!phead && !phead->next)
     {
         //判断是否错误
         return phead;
     }
     return Recursion_1(phead->next, phead->next->next);
     //这个将来为phead->next = s, 成立
 }
 
 void Recursion_2(ListNode *phead, ListNode *ptr)
 {
     if(!ptr->next)
     {
         return;
     }
     /*
     * 进行头插
     */
     ListNode *s = ptr->next;
     ptr->next   = s->next;
     s->next     = phead->next;
     phead->next = s;
     Recursion_2(phead, ptr);
 }
 /*
 *方法_2R
 * */
 void RecursionReverseList_2(ListNode *phead)
 {
     if(!phead)
     {
         return ;
     }
     Recursion_2(phead, phead->next);
 }
 /*
 *　打印地址和数据, 目的是为了更好的测试
 */
 void PrintAddrData(ListNode *phead)
 {
     assert(phead);
     ListNode *p = phead->next;
     printf("phead = %p\t, phead->next = %p\n", phead, phead->next);
     int i = ;
     while(p)
     {
         i++;
         printf("\ttimes = %d\t Address = %p\t, data = %d\n", i, p, p->data);
         p = p->next;
     }
 }
 
 int main()
 {
 
     /*
     *初始化过程
     */
     ListNode phead;
     memset(&phead, '\0', sizeof(phead));
     int arr[] = {, , , , , , , };
     //int arr[] = {1, 7, 2, 8, 4};
     int len = sizeof(arr)/sizeof(arr[]);
 
     for(int i = ; i < len; ++i)
     {
         PushFront(&phead, arr[i]);
     }
     printf("\nprintList(phead), test\n");
     PrintList(&phead);
 
     /*
     * 测试text
     */
     printf("\n_test_1 \tReverseList_1(phead)\n");
     ReverseList_1(&phead);
     PrintAddrData(&phead);
 
     printf("\n_test_2 \t ReverseList_2(phead)\n");
     ReverseList_2(&phead);
     PrintAddrData(&phead);
 
     printf("\n_text_3 \tRecursionReverseList_1(phead)\n");
     phead.next = RecursionReverseList_1(&phead);
     PrintAddrData(&phead);
 
     printf("\n_test_2R \tRecursionReverseList_2(phead)\n");
     RecursionReverseList_2(&phead);
     PrintAddrData(&phead);
     /*
     * 删除单链表
     */
     RecursionDeleteList(&phead);
     return ;
 } 

　　测试结果为:  在linux下 gcc编译：

　在vs下：

结果如上图所示.

总结:

　　通过以上分析, 和自己的测试, 对于单链表的逆置递归问题, 我觉得大家应该有一个清晰地认识了. 如果以上有任何的问题和错误,

同时希望大家可以指正.