用C++设计一个算法，通过遍历一趟，将链表中所有结点的链接方向逆转，仍利用原表的存储空间

在C++中，你可以使用迭代的方式，通过三个指针`prev`, `current`, 和`next`来实现单向链表的反转。这里是一个简单的算法：

struct ListNode {
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};

ListNode* reverseList(ListNode* head) {
    ListNode* prev = nullptr; // 初始化前驱节点为空
    ListNode* current = head; // 初始化当前节点为头节点

    // 当链表非空时，遍历并更新指针
    while (current != nullptr) {
        ListNode* nextTemp = current->next; // 保存当前节点的下一个节点
        current->next = prev; // 将当前节点指向前驱
        prev = current; // 更新前驱为当前节点
        current = nextTemp; // 更新当前节点为下一个节点
    }

    return prev; // 返回新的头节点，即原来的尾节点
}

这个算法的工作原理是每次迭代都改变当前节点的`next`指向前一个节点，直到遍历到链表的末尾。最后返回`prev`作为新链表的头节点。

相关问题

设计一个算法，通过遍历一趟，将链表中所有结点的链接方向逆转，仍利用原表的存储空间。用C++写

设计一个算法反转单链表，可以采用迭代的方式来实现，不需要使用额外的空间。这里是一个简单的C++实现：

class ListNode {
public:
    int val;
    ListNode *next;
    ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
};

ListNode* reverseList(ListNode* head) {
    ListNode* prev = nullptr; // 初始化前驱节点为NULL
    ListNode* curr = head;   // 初始化当前节点为头节点

    // 只要还有下一个节点，循环进行
    while (curr != nullptr) {
        // 存储当前节点的下一个节点
        ListNode* nextTemp = curr->next;

        // 将当前节点的next指向前驱节点
        curr->next = prev;

        // 指针前移
        prev = curr;
        curr = nextTemp;
    }

    // 返回新的头节点（实际上是原链表的尾节点）
    return prev;
}

在这个算法中，我们从头节点开始，每次迭代都将当前节点的`next`指向前一个节点，然后前进到下一个未处理的节点。当所有节点都处理完毕后，原来的尾节点变成了新的头节点，实现了链表的反转。

设计一个算法，通过遍历一趟，将链表中所有结点的链接方向逆转，仍利用原表的存储空间。

### 回答1：
这是一个经典的链表问题，可以使用三个指针分别指向当前结点、前一个结点和后一个结点，然后依次将当前结点的指针指向前一个结点，直到遍历完整个链表。具体实现可以参考以下代码：

void reverseList(ListNode* head) {
    ListNode* prev = nullptr;
    ListNode* curr = head;
    while (curr != nullptr) {
        ListNode* next = curr->next;
        curr->next = prev;
        prev = curr;
        curr = next;
    }
    head = prev;
}

这个算法的时间复杂度是 O(n)，空间复杂度是 O(1)。

### 回答2：
要设计一个算法将链表中所有节点的链接方向逆转，可以通过遍历一趟来实现。下面是一个具体的算法步骤：

1. 首先，定义三个指针变量prev、current和next，分别指向前一个节点、当前节点和下一个节点。
2. 初始化prev为NULL，current为链表的头节点（head）。
3. 进行循环，直到current为NULL：
a. 将current的下一个节点保存到next指针中。
b. 将current的下一个节点指向prev，完成节点链接方向的逆转。
c. 将prev指针指向当前节点(current)。
d. 将current指针指向next节点。
4. 循环结束后，prev指针指向最后一个节点，将其作为新的头节点。
5. 返回新的头节点。

这样，经过一趟遍历，链表中所有节点的链接方向就被逆转了。由于仍利用原表的存储空间，因此不需要额外的空间。代码实现如下：

class Node:
    def __init__(self, data):
        self.data = data
        self.next = None

def reverse_linked_list(head):
    prev = None
    current = head

    while current is not None:
        next = current.next
        current.next = prev
        prev = current
        current = next

    return prev

希望以上算法对你有所帮助！

### 回答3：
设计一个算法可以通过遍历一趟，将链表中所有节点的链接方向逆转，且仍然利用原表的存储空间。算法的具体步骤如下：

1. 首先，创建三个指针，分别是当前节点指针current、前一个节点指针prev和下一个节点指针next。初始时，将current指向链表的头节点，prev指向空指针。

2. 进入循环，循环的条件是当前节点current不为空。在每一次循环中，执行以下操作：

- 将next指针指向current节点的下一个节点。
- 将current节点的链接方向改为指向prev节点。
- 将prev指针指向current节点。
- 将current指针指向next节点。

3. 当循环结束时，链表中的节点链接方向已经全部逆转。此时，prev指针指向原链表的尾节点，我们可以将它作为链表的新头节点。

4. 最后，返回头节点即可，这样整个链表的链接方向就被逆转了，且仍然利用了原链表的存储空间。

通过上述算法，我们可以在只遍历一趟的情况下，将链表中所有节点的链接方向逆转，并且不需要使用额外的存储空间。算法的时间复杂度为O(n)，其中n为链表中的节点数。