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c++怎么实现单向链表反转_c++ 指针指向变更与头节点处理【教程】

2025-12-26 00:00:00
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反转单向链表的核心是逐个改变节点next指针指向,需用三指针(prev、curr、next_temp)保存上下文,循环中先暂存curr->next再修改curr->next=prev,最后返回prev作为新头节点。

反转单向链表的核心是改变每个节点的 next 指针指向

不是移动节点,也不是交换值,而是让每个节点的 next 指针从指向后一个节点,改为指向前一个节点。关键在于:必须在修改当前节点的 next 之前,先保存它原本指向的下一个节点地址,否则链表会断开丢失。

常见错误现象:nullptr 访问、只反转了前两个节点、反转后头节点变成尾节点但没更新 head 指针导致遍历时直接从原头节点开始——结果还是原顺序。

  • 使用三指针:prev(前驱)、curr(当前)、next_temp(暂存下一个)
  • prev 初始为 nullptr,因为反转后原头节点的 next 应该为 nullptr
  • 循环终止条件是 curr == nullptr,此时 prev 恰好指向新链表的头节点

头节点指针必须显式更新为 prev

反转操作本身不改变传入的 head 变量值(C++ 默认按值传递指针),所以函数内部对 head 的赋值不会影响调用方的原始指针。必须通过返回新头节点,或传入 ListNode*& head 引用。

若忽略这一步,调用方仍拿着旧的 head,而它现在是反转后链表的尾节点,head->nextnullptr,遍历直接结束——看似“反转失败”。

  • 推荐写法:函数返回新头节点,调用方重新赋值,如 head = reverseList(head);
  • 避免用 void 函数+局部 head 修改,那只是改了副本
  • 如果用引用参数 ListNode*& head,需确保调用时传的是可修改的左值(比如变量,不能是临时对象)

C++ 实现中要注意 nullptr 边界与内存安全

空链表(head == nullptr)和单节点链表都应正确处理,不触发解引用。标准实现无需额外分配内存,时间复杂度 O(n),空间 O(1)

容易被忽略的点:若链表节点由 new 分配,反转本身不涉及 deletenew,但若后续要释放,应从新头节点开始遍历释放——旧 head 已不再是起点。

  • 不要在循环里写 curr = curr->next 后再改 curr->next,顺序反了会崩溃
  • 务必在 curr->next = prev; 前用临时变量保存 curr->next
  • 使用智能指针(如 std::unique_ptr)时,反转逻辑相同,但赋值要用 std::move 转移所有权
struct ListNode {
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};

ListNode reverseList(ListNode head) { ListNode prev = nullptr; ListNode curr = head; while (curr != nullptr) { ListNode* next_temp = curr->next; // 先存下下一个 curr->next = prev; // 指针反转 prev = curr; // prev 前进 curr = next_temp; // curr 前进 } return prev; // 新头节点 }

链表反转真正难的不是代码几行,而是想清楚指针变更的时序和头节点归属——一旦 curr->next 被覆盖又没存下来,后面就全丢了。

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