C语言链表逆置算法代码

<think>嗯，用户想了解C语言链表逆置算法的代码。首先，我得回忆一下链表逆置的基本思路。链表逆置通常有三种方法：迭代法、递归法和头插法。用户可能需要一个详细且结构清晰的解释，所以应该把这几种方法都涵盖进去，但可能重点在迭代法，因为这是最常用的。 首先，我需要确认链表的结构。通常链表节点包含数据和指向下一个节点的指针，所以定义结构体应该是struct Node，里面有int data和struct Node* next。这一步很重要，因为代码的正确性依赖于正确的结构定义。 接下来，迭代法。核心思路是使用三个指针：previous、current和next。遍历链表时，逐个反转指针的指向。比如，初始时previous是NULL，current是头节点。每次循环中，先保存current的下一个节点到next，然后将current的next指向previous，接着previous和current分别向前移动。直到current为空，此时previous就是新的头节点。这个过程需要画图或者例子来说明，比如原链表1->2->3->NULL，逆置后变成3->2->1->NULL。需要注意指针操作的顺序，否则会断链。 然后是递归法。递归可能更难理解，但代码简洁。递归到链表的末尾，然后逐层返回，修改指针指向。比如，假设递归到最后一个节点，将其作为新头。然后每一步将当前节点的下一个节点的next指向自己，并把自己的next置为NULL。不过递归的缺点是如果链表很长可能导致栈溢出。 还有头插法，可能用户没提到，但可以作为另一种方法。即新建一个空链表，遍历原链表，每次取出节点插入到新链表的头部。这样遍历完成后，新链表就是逆置后的结果。这种方法可能需要额外的空间，但思路比较直观。 接下来，需要确保代码的正确性。比如，迭代法中，循环条件是否正确，指针是否在正确的时候移动。例如，在反转时，必须先将next保存下来，否则修改current->next后就找不到下一个节点了。另外，处理空链表的情况，或者只有一个节点的链表，应该直接返回头节点，而不会有任何操作。 然后，测试案例。比如，给出一个例子，创建链表1->2->3->4->5，然后调用逆置函数，输出5->4->3->2->1。这样用户可以看到实际效果。 另外，代码的注释也很重要，解释每一步的作用，特别是指针的操作，因为这部分容易出错。比如，在迭代法中，每一步的指针移动都需要详细说明。 可能用户是刚开始学习数据结构的学生，所以需要将步骤分解，逐步解释，确保他们能够理解每个指针的变化。同时，注意内存管理的问题，比如在逆置过程中是否会造成内存泄漏，但在这个例子中，因为是修改指针指向，不涉及动态内存的分配和释放，所以不会有这个问题。 总结一下，应该先给出结构体定义，然后分别讲解迭代、递归和头插法，重点放在迭代法，附上代码示例，并解释每个步骤的作用。最后提醒注意事项，比如空链表处理，或者递归的缺点。</think>### C语言链表逆置算法分步解析 链表逆置的核心是**修改指针方向**，常见方法有迭代法、递归法和头插法。以下以最常用的**迭代法**为例，配合完整代码和注释说明。 --- #### 一、链表结构定义 ```c struct Node { int data; // 数据域 struct Node* next; // 指针域 }; ``` --- #### 二、迭代法逆置（核心代码） ```c struct Node* reverseList(struct Node* head) { struct Node *prev = NULL; // 前驱指针 struct Node *curr = head; // 当前指针 struct Node *next = NULL; // 后继指针 while (curr != NULL) { next = curr->next; // 保存下一个节点（防止断链） curr->next = prev; // 反转指针方向 prev = curr; // prev前移 curr = next; // curr前移 } return prev; // 新头节点 } ``` --- #### 三、算法逻辑分解 1. **初始化指针** - `prev`初始化为`NULL`（逆置后的尾节点指向空） - `curr`指向原链表头节点`head` 2. **遍历链表** 每次循环操作： - 保存`curr->next`到`next`（避免丢失后续节点） - 将`curr->next`指向`prev`（反转方向） - `prev`和`curr`同步前移 3. **终止条件** 当`curr == NULL`时，`prev`指向原链表尾节点，即逆置后的新头节点。 --- #### 四、完整示例（含测试代码） ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct Node { int data; struct Node* next; }; // 链表逆置函数 struct Node* reverseList(struct Node* head) { /* 此处插入上述迭代法代码 */ } // 创建新节点 struct Node* newNode(int data) { struct Node* node = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); node->data = data; node->next = NULL; return node; } // 打印链表 void printList(struct Node* head) { struct Node* temp = head; while (temp != NULL) { printf("%d -> ", temp->data); temp = temp->next; } printf("NULL\n"); } // 测试代码 int main() { // 创建链表 1->2->3->4->5->NULL struct Node* head = newNode(1); head->next = newNode(2); head->next->next = newNode(3); head->next->next->next = newNode(4); head->next->next->next->next = newNode(5); printf("原链表: "); printList(head); // 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> NULL head = reverseList(head); printf("逆置后: "); printList(head); // 5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 -> NULL return 0; } ``` --- #### 五、其他方法对比 1. **递归法** ```c struct Node* reverseListRecursive(struct Node* head) { if (head == NULL || head->next == NULL) return head; struct Node* newHead = reverseListRecursive(head->next); head->next->next = head; // 反转指向 head->next = NULL; // 断开原方向 return newHead; } ``` - **优点**：代码简洁 - **缺点**：链表过长时栈溢出 2. **头插法** 新建一个空链表，遍历原链表时将节点逐个插入新链表头部。 --- #### 六、注意事项 1. **空链表处理**：若`head == NULL`，直接返回`NULL` 2. **内存安全**：逆置操作不涉及动态内存分配，无需额外释放 3. **时间复杂度**：$O(n)$，空间复杂度迭代法为$O(1)$，递归法为$O(n)$