题目描述
输入一个链表,按链表从尾到头的顺序返回一个ArrayList
例如,有链表 2→4→5→8→3→null,将它从尾到头的顺序存入ArrayList:3,8,5,4,2
解法一(直接存入ArrayList):
从头到尾遍历链表,并且每次将链表节点存储的数字添加到ArrayList的首位。这样就完成了链表的逆序,直接利用ArrayList的add(index,Integer)完成头插入操作
//方法一:简单的不断向ArrayList第一个元素位置插入数字
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead1(ListNode listNode)
{
ArrayList<Integer> reversedPrint=new ArrayList<>(); //存储链表从尾到头的输出结果
ListNode p=listNode; //用于从链表头结点开始遍历的指针
while(p!=null)
{
reversedPrint.add(0,p.val);
p=p.next;
}
return reversedPrint;
}
这种方法实现起来很简单,但有缺点:ArrayList的底层由数组实现,当向ArrayList的非尾部添加元素时,需要依次将所有插入位置后面的元素向后移动一步,而向头部添加元素时,原ArrayList所有的元素都要向后移动。不考虑数组溢出扩容的问题,也需要执行n(n+1)/2此移动操作,因此时间复杂度为O(n2)
解法二(利用栈实现逆序):
栈的特性是数据的后进先出,可以将数据先依次入栈,在依次出栈,便得到了链表的逆序
import java.util.ArrayList;
import java.lang.Integer;
import java.util.Stack;
public class Solution {
//使用栈实现顺序反转
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead2(ListNode listNode)
{
ArrayList<Integer> reversedPrint=new ArrayList<>(); //存储链表从尾到头的输出结果
Stack<Integer> stack=new Stack<>(); //用于实现顺序反转
ListNode p=listNode; //用于从链表头结点开始遍历的指针
while(p!=null) //数字入栈
{
stack.push(p.val);
p=p.next;
}
while(!(stack.empty())) //数字出栈
{
reversedPrint.add(stack.pop());
}
return reversedPrint;
}
}
时间复杂度:O(n)
由上题我们可以总结出一个经验:当需要得到逆序时,我们可以想到利用栈
解法三(递归实现逆序):
既然想到了利用栈实现逆序,而递归本质上是由栈实现的,我们可以使用递归实现逆序:当递归访问到一个节点时,先递归进入它后面的节点,再将当前节点存入ArrayList
public class Solution {
//使用递归完成顺序反转
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead3(ListNode listNode)
{
ArrayList<Integer> reversedPrint=new ArrayList<>(); //存储链表从尾到头的输出结果
if(listNode==null)
{
return reversedPrint;
}
this.recurFun(reversedPrint,listNode);
return reversedPrint;
}
//被调用的递归方法
public void recurFun(ArrayList<Integer> arrayList,ListNode p)
{
if(p.next!=null)
{
this.recurFun(arrayList,p.next);
}
arrayList.add(p.val);
}
}
一般情况下,递归的代码会比相同功能的利用循环的代码简洁,但递归机制的消耗一般比循环大。在本题中,当链表很长时,会导致函数调用的层级很深,可能导致函数调用栈溢出
解法四(链表就地逆置):
当允许改变给定链表的顺序结构时,我们可以使用链表的就地逆置
- 检查链表长度,若链表节点数不大于1,可以直接返回链表
- 若链表节点数大于等于2:定义三个指针p1、p2、p3,分别指向null、链表头结点和链表第二个节点
- 让p2指向节点的next指向p1
- p1指向p2,p2指向p3,p3指向p3当前指向节点的next
- 若p3指向了null,将p2的next指向p1,结束程序;若p3指向的不是null,回到第3步循环
完成链表的就地逆置之后,将链表从头到尾遍历一遍,存入ArrayList
//使用链表就地逆置的方法
public ArrayList<Integer> printListFromTailToHead(ListNode listNode)
{
ArrayList<Integer> reversedPrint=new ArrayList<>(); //存储链表从尾到头的输出结果
//首先处理不适合就地逆置的两种情况:链表长度小于等于1
if(listNode==null)
{
return reversedPrint;
}
else if(listNode.next==null)
{
reversedPrint.add(listNode.val);
return reversedPrint;
}
ListNode p1=null,p2=listNode,p3=listNode.next;
while(p3!=null)
{
p2.next=p1;
p1=p2;
p2=p3;
p3=p3.next;
}
p2.next=p1;
ListNode p=p2;
while(p!=null)
{
reversedPrint.add(p.val);
p=p.next;
}
return reversedPrint;
}