设计算法将单链表L就地转置

单链表就地转置的算法如下：

1. 定义三个指针：p、q、r。
2. p 指向链表的头结点，q 指向头结点的下一个节点，r 指向 q 的下一个节点。
3. 将头结点的 next 指针置为空。
4. 从 q 开始遍历链表，每遍历到一个节点，就将该节点的 next 指针指向 p，然后依次向后移动三个指针，即 p=q，q=r，r=r->next。
5. 遍历结束后，将原链表的尾结点指向 p。

实现代码如下：

void reverseList(ListNode *head) {
    if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
        return;
    }
    ListNode *p = head;
    ListNode *q = head->next;
    ListNode *r = q->next;
    p->next = nullptr;
    while (r != nullptr) {
        q->next = p;
        p = q;
        q = r;
        r = r->next;
    }
    q->next = p;
    head->next = q;
}

时间复杂度为 O(n)，空间复杂度为 O(1)。

相关问题

用链表设计一个算法，利用单链表原来的结点空间将一个单链表就地转置。

在单链表中实现就地转置（也称为反转）意味着我们不需要额外的空间，只需要修改现有节点的指针即可。可以采用迭代或者递归的方式实现。这里给出一种典型的迭代方法，步骤如下：

1. 定义两个指针，一个指向当前节点（prev），一个指向下一个节点（curr）。
2. 当curr不为空时，做以下操作：
- 将curr的next指向前一个节点，即 curr.next = prev；
- 移动这两个指针，prev = curr，curr = curr.next；
3. 当curr变为None时，说明已经遍历到原链表的尾部，此时prev就是新链表的头节点。

以下是Python代码实现：

class ListNode:
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

def reverseList(head):
    prev = None
    curr = head
    while curr:
        # 反转当前节点的指针
        next_temp = curr.next
        curr.next = prev
        # 更新指针
        prev = curr
        curr = next_temp
    return prev  # 新链表的头节点

# 示例：
head = ListNode(1)  # 原始链表 [1]
head.next = ListNode(2)  #       [2]
head.next.next = ListNode(3)  #           [3]

reversed_head = reverseList(head)  # 转置后的新链表 [3 -> 2 -> 1]

写一个程序实现单链表就地转置

要实现单链表的就地转置（即不使用额外空间），我们可以使用迭代的方法。以下是一个简单的C语言示例，展示了如何遍历链表并将每个节点的指针向前移动两个位置，同时保留原来的头结点。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 定义链表结构体
typedef struct Node {
    int data;
    struct Node* next;
} Node;

// 就地转置链表的函数
Node* transposeList(Node* head) {
    if (head == NULL || head->next == NULL) { // 如果链表为空或只有一个元素
        return head;
    }
    
    Node* prev = NULL; // 指向当前节点的前一个节点
    Node* current = head; // 指向当前节点
    
    while (current != NULL) {
        // 将当前节点的下一个节点移到当前节点的位置
        Node* nextTemp = current->next;
        
        // 更新当前节点的next指向其后继节点的后继
        current->next = nextTemp->next;
        
        // 将后继节点指向当前节点
        nextTemp->next = prev;
        
        // 移动指针到下一个节点
        prev = current;
        current = current->next;
    }
    
    return head;
}

// 打印链表
void printList(Node* head) {
    Node* temp = head;
    while (temp != NULL) {
        printf("%d ", temp->data);
        temp = temp->next;
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    // 创建一个例子链表
    Node* list = createLinkedList({1, 2, 3, 4, 5}); // 假设createLinkedList函数负责创建链表

    // 转置链表
    list = transposeList(list);

    // 打印转置后的链表
    printList(list);

    // 清理内存
    destroyLinkedList(list); // 假设destroyLinkedList函数负责清理链表内存

    return 0;
}

在这个代码中，`transposeList` 函数实现了链表的转置，`printList` 函数用于打印链表的内容。注意，你需要自己定义 `createLinkedList` 和 `destroyLinkedList` 函数来创建和销毁链表。这个示例假设链表中的数据类型为整数，如果你的数据类型不同，相应地修改 `struct Node` 中的 `data` 类型即可。