使用递归从尾部开始反转链表

Question

我仍然在努力用递归技术来解决这个问题。我知道下面有更好的方法来解决我的问题，即反转链表。我见过的大多数方法都是通过从头到尾开始反转指针，或者使用迭代或递归。

我试图通过递归查找列表中的最后一个节点，然后每次函数返回时都更改指针来反转列表。

下面我到底做错了什么？或者这种方法甚至可以工作，而不需要向递归函数传递更多参数？提前感谢您的帮助。

struct Node
{
    int data;
    struct Node *next;
};

Node* Reverse(Node *head)
{
    static Node* firstNode = head;
    // if no list return head
    if (head == NULL)
    {
        return head;
    }

    Node* prev = NULL;
    Node* cur = head;

    // reached last node in the list, return head
    if (cur->next == NULL)
    {
        head = cur;
        return head;
    }

    prev = cur;
    cur = cur->next;
    Reverse(cur)->next = prev;

    if (cur == firstNode)
    {
        cur->next = NULL;
        return head;
    }
    return cur;
}

编辑：另一次尝试

Node* ReverseFromTail(Node* prev, Node* cur, Node** head);

Node* ReverseInit(Node** head)
{
    Node* newHead = ReverseFromTail(*head, *head, head);
    return newHead;
}



Node* ReverseFromTail(Node* prev, Node* cur, Node** head)
{
    static int counter = 0;
    counter++;

    // If not a valid list, return head
    if (head == NULL)
    {
        return *head;
    }

    // Reached end of list, start reversing pointers
    if (cur->next == NULL)
    {
        *head = cur;
        return cur;
    }


    Node* retNode = ReverseFromTail(cur, cur->next, head);
    retNode->next = cur;


    // Just to force termination of recursion when it should. Not a permanent solution 
    if (counter == 3)
    {
        cur->next = NULL;
        return *head;
    }

    return retNode;
}

最终解决了：

Node* NewestReverseInit(Node* head)
{
    // Invalid List, return
    if (!head)
    {
        return head;
    }

    Node* headNode = NewestReverse(head, head, &head);

    return headNode;
}

Node* NewestReverse(Node *cur, Node* prev, Node** head)
{
    // reached last node in the list, set new head and return
    if (cur->next == NULL)
    {
        *head = cur;
        return cur;
    }

    NewestReverse(cur->next, cur, head)->next = cur;

    // Returned to the first node where cur = prev from initial call
    if (cur == prev)
    {
        cur->next = NULL;
        return *head;
    }

    return cur;
}

Answer 1

下面是我在5分钟内编写的完整实现：

#include <stdio.h>

struct Node
{
     int data;
     struct Node *next;
};

struct Node* Reverse(struct Node *n)
{
    static struct Node *first = NULL;

    if(first == NULL)
      first = n;

    // reached last node in the list
    if (n->next == NULL)
      return n;

    Reverse(n->next)->next = n;

    if(n == first)
    {
      n->next = NULL;
      first = NULL;     
    }

    return n;
}

void linked_list_walk(struct Node* n)
{
  printf("%d", n->data);
  if(n->next)
    linked_list_walk(n->next);
  else
    printf("\n");
}

int main()
{
  struct Node n[10];
  int i;

  for(i=0;i<10;i++)
  {
    n[i].data = i;
    n[i].next = n + i + 1;
  }
  n[9].next = NULL;

  linked_list_walk(n);
  Reverse(n);
  linked_list_walk(n+9);
}

输出：

0123456789                                                                                                                                                                          
9876543210 

Answer 2

这是可以做到的。理解递归的关键是起点是什么？

通常我会创建一个“启动”函数来准备第一次调用。有时它是一个单独的函数（如底部的非OO实现）。有时这只是一个特殊的第一次呼叫（如下面的示例）。

此外，关键是在变量更改之前记住它们，以及新的头是什么。

新的头是列表的最后一个元素。所以你必须从列表的底部开始。

下一个元素始终是您的父元素。

然后诀窍就是按正确的顺序做每件事。

    Node* Reverse( Node* parent) // Member function of Node.
    {
        Node* new_head = next ? next->Reverse( this ) 
                              : this;

        next = parent;

        return new_head;
    }

您可以使用以下方式调用函数：var. Reverse（nullptr）；

例子：

int main()
{
    Node d{ 4, nullptr };
    Node c{ 3, &d };
    Node b{ 2, &c };
    Node a{ 1, &b };

    Node* reversed = a.Reverse( nullptr );
}

那么这里发生了什么？

首先，我们创建一个链表：

 a->b->c->d->nullptr

然后该函数html" target="_blank">调用：

1. a.调用反向（nullptr）。
2. 这将调用下一个节点上的Reverseb。使用父a反向。
3. 这将调用下一个节点上的Reversec。使用父b反向。
4. 这将调用下一个节点上的Reversed。使用父c反向。
5. d没有下一个节点，所以它说新头是它自己。
6. d的下一个现在是它的父c
7. d返回自身为new_head。
8. 返回c：new_head从d返回的是d
9. c的下一个现在是它的父b
10. c返回它从d
接收到的 new_head
11. 返回b：new_head从c返回的是d
12. b的下一个现在是它的父a
13. b返回它从c
接收到的 new_head
14. 返回a：new_head从b返回的是d
15. a的下一个现在是它的父nullptr
16. a返回它从b
接收到的 new_head
17. d返回

非面向对象实现；

Node* reverse_impl(Node* parent)
{
    Node* curr = parent->next;
    Node* next = curr->next;

    Node* new_head = next ? reverse_impl( curr ) 
                          : curr;

    curr->next = parent;

    return new_head;
}

Node* reverse(Node* start)
{
    if ( !start )
        return nullptr;

    Node* new_head = reverse_impl( start );
    start->next    = nullptr;

    return new_head;
}

Answer 3

我不会给你密码，我会给你想法。您可以在代码中实现这个想法。

所有递归问题的关键是弄清楚两种情况：重复步骤和结束情况。一旦你这样做了，它几乎就像魔法一样工作。

将此原则应用于颠倒链表：

• 结束案例：一个元素的列表已经反转（这很简单），并返回元素本身