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社区首页 >专栏 >剑指offer | 面试题5:从尾到头打印链表

剑指offer | 面试题5:从尾到头打印链表

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千羽
发布2021-12-29 13:02:02
1850
发布2021-12-29 13:02:02
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文章被收录于专栏:程序员千羽

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剑指 Offer 05. 从尾到头打印链表

Leetcode:https://leetcode-cn.com/problems/cong-wei-dao-tou-da-yin-lian-biao-lcof/

GitHub:https://github.com/nateshao/leetcode/blob/main/algo-notes/src/main/java/com/nateshao/sword_offer/topic_05_reversePrint/Solution.java

输入一个链表的头节点,从尾到头反过来返回每个节点的值(用数组返回)。

示例 1:

代码语言:javascript
复制
输入:head = [1,3,2]
输出:[2,3,1]

限制:0 <= 链表长度 <= 10000

思路:辅助栈法实现,或使用递归的方法。

法一:辅助栈法

解题思路:

链表特点:只能从前至后访问每个节点。题目要求:倒序输出节点值。这种 先入后出 的需求可以借助 来实现。

  • 算法流程:
    1. 入栈:遍历链表,将各节点值 push 入栈。(Java借助 LinkedList 的addLast()方法)。
    2. 出栈:将各节点值 pop 出栈,存储于数组并返回。(Java 新建一个数组,通过 popLast() 方法将各元素存入数组,实现倒序输出)。

复杂度分析:

  • 时间复杂度 O(N):入栈和出栈共使用 O(N)时间。
  • 空间复杂度 O(N):辅助栈 stack 和数组 res 共使用 O(N) 的额外空间。

动图展示

代码实现:

代码语言:javascript
复制
package com.nateshao.sword_offer.topic_05_reversePrint;

import java.util.ArrayList;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Stack;

public class Solution {

    /**
     * 方法一:辅助栈法
     * <p>
     * 算法流程:
     * 入栈: 遍历链表,将各节点值 push 入栈。(Java借助 LinkedList 的addLast()方法)。
     * 出栈: 将各节点值 pop 出栈,存储于数组并返回。(Java新建一个数组,通过 popLast()方法将各元素存入数组,实现倒序输出)。
     * 复杂度分析:
     * 时间复杂度 O(N):入栈和出栈共使用 O(N) 时间。
     * 空间复杂度 O(N):辅助栈 stack 和数组 res 共使用 O(N)的额外空间。
     *
     * @param head
     * @return
     */
    public int[] reversePrint(ListNode head) { // 官方题解
        LinkedList<Integer> stack = new LinkedList<Integer>();
        while (head != null) {
            stack.addLast(head.val);
            head = head.next;
        }
        int[] res = new int[stack.size()];
        for (int i = 0; i < res.length; i++)
            res[i] = stack.removeLast();
        return res;
    }

    public static ArrayList<Integer> reversePrint2(ListNode head) {
        Stack<Integer> stack = new Stack();
        while (head != null) {
            stack.push(head.val);
            head = head.next;
        }
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        while (!stack.isEmpty()) {
            list.add(stack.pop());
        }
        return list;
    }
    
    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x) {
            val = x;
        }
    }
}

法二:递归法

思路

利用递归: 先走至链表末端,回溯时依次将节点值加入列表 ,这样就可以实现链表值的倒序输出

  • 算法流程
    1. 递推阶段:每次传入 head.next ,以 head == null(即走过链表尾部节点)为递归终止条件,此时直接返回。
    2. 回溯阶段:层层回溯时,将当前节点值加入列表,即tmp.add(head.val)。
    3. 最终,将列表 tmp 转化为数组 res ,并返回即可。

复杂度分析:

  • 时间复杂度 O(N):遍历链表,递归 N 次。
  • 空间复杂度O(N):系统递归需要使用 O(N) 的栈空间。

代码实现:

代码语言:javascript
复制
    /**
     * 法二:递归法 1
     */
    ArrayList<Integer> tmp = new ArrayList<Integer>();
    public int[] reversePrint3(ListNode head) {
        recur(head);
        int[] res = new int[tmp.size()];
        for(int i = 0; i < res.length; i++)
            res[i] = tmp.get(i);
        return res;
    }
    void recur(ListNode head) {
        if(head == null) return;
        recur(head.next);
        tmp.add(head.val);
    }

    /**
     *  法二:递归法 2
     * @param headNode
     * @return
     */
    public static ArrayList<Integer> reversePrint4(ListNode headNode) {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        if (headNode != null) {
            if (headNode.next != null) {
                list = reversePrint4(headNode.next);
            }
            list.add(headNode.val);
        }
        return list;
    }

    public class ListNode {
        int val;
        ListNode next;
        ListNode(int x) {
            val = x;
        }
    }

参考链接:https://leetcode-cn.com/problems/cong-wei-dao-tou-da-yin-lian-biao-lcof/solution/mian-shi-ti-06-cong-wei-dao-tou-da-yin-lian-biao-d

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