typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; Node* reverseList(Node* head) { Node *prev = NULL, *current = head, *next = NULL; while (current) { next = current->next; current->next = prev; prev = current; current = next; } return prev; } Node* mergeLists(Node* a, Node* b) { Node dummy = {0, NULL}; Node* tail = &dummy; while (a && b) { if (a->data >= b->data) { tail->next = a; a = a->next; } else { tail->next = b; b = b->next; } tail = tail->next; } tail->next = a ? a : b; return dummy.next; } Node* createList(int arr[], int n) { Node dummy = {0, NULL}; Node* tail = &dummy; for (int i = 0; i < n; i++) { tail->next = (Node*)malloc(sizeof(Node)); tail = tail->next; tail->data = arr[i]; tail->next = NULL; } return dummy.next; } void printList(Node* head) { while (head) { printf("%d ", head->data); head = head->next; } printf("\n"); } int main() { int arrA[] = {2, 2, 3}; int arrB[] = {1, 3, 4}; Node* LA = createList(arrA, 3); Node* LB = createList(arrB, 3); LA = reverseList(LA); LB = reverseList(LB); Node* LC = mergeLists(LA, LB); printList(LC); return 0; }

<think>嗯，用户想了解如何在C语言中实现链表的反转和有序合并函数。首先，我需要回忆一下链表的基本操作，以及这两个功能的具体实现方法。反转链表和合并有序链表都是常见的数据结构问题，但具体到C语言的实现，可能需要注意指针的操作和内存管理。 对于链表反转，我记得有两种方法：迭代和递归。迭代法需要三个指针，分别指向前一个节点、当前节点和下一个节点。通过遍历链表，逐个改变节点的指向。而递归法则是将问题分解为反转子链表，然后处理当前节点。不过递归可能会有栈溢出的风险，特别是链表很长的时候，但代码可能更简洁。 然后是合并两个有序链表。这通常也是用迭代或递归的方法。迭代法需要创建一个哑节点作为新链表的起始点，然后比较两个链表的当前节点值，依次连接较小的节点。递归法则比较两个头节点，将较小的节点作为合并后的头，然后递归处理剩下的部分。 用户提到了优化，可能需要考虑代码的时间复杂度和空间复杂度。比如，递归虽然简洁，但空间复杂度是O(n)因为递归栈，而迭代法是O(1)空间。另外，处理链表时要注意指针的正确移动，避免出现空指针解引用。 现在需要检查提供的引用内容。根据引用[1]和[3]，递归反转链表的方法是假设剩余部分已经反转，然后处理当前节点。合并有序链表的递归方法在引用[2]、[3]、[4]中有示例，比较两个链表的头节点，递归连接较小的节点。 用户要求用C语言实现，所以需要将示例中的C++代码转换为C。比如，处理结构体指针，使用malloc分配内存，但注意用户可能不需要完整的程序，而是函数实现。 在写代码时，需要注意指针的操作，比如反转链表时的指针指向，合并时的节点连接。同时，考虑边界情况，比如空链表、单节点链表等。 可能遇到的问题包括内存泄漏、指针丢失、循环链表等。比如，在反转链表时，如果不保存下一个节点的指针，可能会丢失后续链表。在合并时，需要处理一个链表遍历完的情况，将另一个链表剩余部分直接连接。 对于优化，可以讨论迭代法和递归法的选择，根据具体情况判断。比如，如果链表很长，迭代法更安全；如果链表较短，递归法代码更简洁。另外，合并有序链表时，可以选择不使用哑节点，而是直接比较头节点，但使用哑节点可以简化代码。 总结一下，实现步骤： 反转链表： 1. 迭代法：使用三个指针，prev, current, next，逐个反转指向。 2. 递归法：递归到链表末尾，然后逐层返回，调整指针。 合并有序链表： 1. 迭代法：创建哑节点，比较两个链表的当前节点，依次连接。 2. 递归法：比较头节点，递归处理剩余部分，返回较小的节点。 在代码中要注意结构体的定义，比如链表节点的结构体包含数据和next指针。在C语言中没有类的概念，所以函数需要接受节点指针作为参数，并返回新的头节点。 测试案例方面，可以举例如反转1->2->3->4得到4->3->2->1，合并1->2->4和1->3->4得到1->1->2->3->4->4，如引用[4]中的示例。 最后，需要将思考整理成步骤清晰的解释，并提供代码示例，同时回答相关问题，比如优化方法、应用场景等，如用户提供的示例中的结构。</think>### C语言链表反转与有序合并实现 #### 一、链表反转实现 ##### (1) 迭代法实现 ```c struct ListNode { int val; struct ListNode* next; }; struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) { struct ListNode *prev = NULL, *curr = head; while (curr != NULL) { struct ListNode* nextTemp = curr->next; curr->next = prev; // 反转指针方向 prev = curr; // 前指针后移 curr = nextTemp; // 当前指针后移 } return prev; } ``` *时间复杂度$O(n)$，空间复杂度$O(1)$* ##### (2) 递归法实现 ```c struct ListNode* reverseListRecursive(struct ListNode* head) { if (head == NULL || head->next == NULL) return head; struct ListNode* newHead = reverseListRecursive(head->next); head->next->next = head; // 反向连接节点 head->next = NULL; // 断开原连接 return newHead; } ``` *时间复杂度$O(n)$，空间复杂度$O(n)$（递归栈）* #### 二、有序链表合并实现 ##### (1) 迭代法实现 ```c struct ListNode* mergeTwoLists(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) { struct ListNode dummy; // 哑节点简化操作 struct ListNode* tail = &dummy; while (l1 && l2) { if (l1->val < l2->val) { tail->next = l1; l1 = l1->next; } else { tail->next = l2; l2 = l2->next; } tail = tail->next; } tail->next = l1 ? l1 : l2; // 连接剩余链表 return dummy.next; } ``` *时间复杂度$O(n+m)$，空间复杂度$O(1)$* ##### (2) 递归法实现 ```c struct ListNode* mergeTwoListsRecursive(struct ListNode* l1, struct ListNode* l2) { if (!l1) return l2; if (!l2) return l1; if (l1->val < l2->val) { l1->next = mergeTwoListsRecursive(l1->next, l2); return l1; } else { l2->next = mergeTwoListsRecursive(l1, l2->next); return l2; } } ``` *时间复杂度$O(n+m)$，空间复杂度$O(n+m)$（递归栈）* #### 三、关键优化技巧 1. **尾指针优化**：在迭代合并中使用尾指针直接连接剩余链表，避免重复遍历 2. **哑节点技巧**：避免处理头节点特殊情况的复杂判断 3. **递归终止条件**：在递归法中必须严格判断链表为空的情况 4. **指针安全操作**：所有指针操作前必须进行非空判断，如： ```c while (curr != NULL) { // 安全遍历条件 struct ListNode* next = curr->next; // ...操作... } ``` #### 四、测试案例 1. **反转测试**：输入`1->2->3->4`，输出`4->3->2->1` 2. **合并测试**：输入`1->2->4`和`1->3->4`，输出`1->1->2->3->4->4`[^4]