C++ 递归反向链表为什么有效？答案

【问题标题】：C++ Reverse Linked List Recursively Why it works?C++ 递归反向链表为什么有效？
【发布时间】：2019-06-06 07:55:09
【问题描述】：

这是问题所在：https://leetcode.com/problems/reverse-linked-list/

我知道解决方案（而且它在互联网上到处都是复制粘贴的），但我不明白 其中的一部分是如何工作的... 所以：

    struct ListNode{
        int data;
        ListNode* next;
    };

   ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        if (!head || !(head -> next)) {
            return head;
        }
        ListNode* node = reverseList(head -> next);
        head -> next -> next = head;
        head -> next = NULL;
        return node;
    }

这行得通。

现在我通过调试器得到它并看到我不明白的东西......

假设我们有一个链表：

1->2->3->NULL

1 ) 我们已将最后一个 3->Null 部分传递给 ListNode* node = reverseList(head->next); 它确实是return head;，现在是ListNode* node = 3->NULL;

好的，node == 3->NULL 和 head == 2->3->NULL

2) 让我们转到head->next->next = head：

现在head == 2->3->2->3... 但是为什么 node == 3->2->3->2... ???

它们是如何连接的？我在这里完全糊涂了。

3) 在下一行head -> next = NULL 我们可以看到它再次影响head 和node：

如您所见，我不明白node 和head 之间的联系。所以我不明白它是如何工作的，我觉得我不明白这些链接列表一般是如何工作的。也许有人可以帮助我？欣赏它。

【问题讨论】：

"现在head == 2->3->2->3..。但是为什么node == 3->2->3->2... ???"反转函数使用 chaining 反转列表。注意 recursive 调用 ListNode* node = reverseList(head -> next); 在函数中的位置。之后returns——会发生什么？每次递归调用之后都会对指针进行哪两次重新分配？
@DavidC.Rankin，嗨！ "ListNode* 节点 = reverseList(head -> next);"据我了解，返回node == 3->null（您可以在调试器的屏幕截图中看到它）。并将其返回到堆栈具有node == 2->3->null 的程序状态； “每次递归调用后，都会对指针进行哪两次重新分配？”你的意思是这些行吗：head -> next -> next = head; head -> next = NULL 但它们是在head 上制作的，而不是在node 上制作的。那么为什么node 也会受到影响呢？这是我的问题。
递归函数 "Unwind" 返回。按照递归 "Winds-In" 的路径直到 head == NULL | head->next == NULL，然后将返回跟踪为递归 "Unwinds"。（这就是你必须如何看待递归）。在第一个 return 控制 "unwinds" （返回到）之前的函数调用，其中两个赋值是在该级别递归 returns 之前进行的......（其中 “unwinds”（返回）之前的调用）。这就像从洋葱的中心开始，然后从中心向外工作，然后一层一层地……用铅笔和纸做一张桌子——这很有帮助:)
@DavidC.Rankin，感谢您的支持，但我想我以前就知道这一切，这对我的问题没有帮助。也许你理解的更深，但你的解释不是我理解的水平，或者你不理解。我不知道哪个是正确的，更喜欢先思考（你比我聪明，只是无法向我智商的人解释）......
请注意，如果列表不太长，它虽然有效，但效率低下。迭代解决方案更可取。

标签： c++ recursion linked-list

【解决方案1】：

不幸的是，我没有足够的声誉来发表评论，所以我将发布答案并希望它对您有所帮助。我将使用绘画图片使事情更容易可视化。让我们开始吧：

假设我们有列表 1->2->3-> 所以它的开头是这样的：

现在我们启动这个函数，它一直运行到第一个递归，它从一个新的头开始，我们有以下情况：

然后函数再次运行，我们得到以下结果：

然后我们从一个新的 head (3) 开始，但这里最后一个函数返回 head，因为满足 if 条件 head->next == NULL。所以我们有：

然后我们跟随函数直到最后改变head->next->next = head和head->next = NULL所以我们有：

然后函数返回节点，我们返回到原来的调用。然后我们执行相同的步骤，最终得到：

函数最后返回节点，所以我们最终得到：

希望这对您有所帮助，并对答案质量不佳感到抱歉，但我发现在可视化递归时更容易解决递归问题，最简单的可视化方法是绘图。

【讨论】：

嗨，@Valgrim！谢谢你花这么多时间画图）但我以前明白这一点。让我感到困惑的是，当我们更改head（head->next-next = head 和head->next = NULL）时，它也会影响指针node。问题是node 是一个指针，并且“指向”与head->next 相同的地址。
影响是什么意思。正如你所说，它是一个指向某物的指针。如果你改变那个东西的值，只要它指向同一个东西，它就不会受到影响。如果您更改head->next，您不会影响node 指针。您将head 的指针的值更改为等于其他值。 node 指针不受影响。
你确实影响它，看截图。
嗯，我在 C++ 上运行代码，它运行得很好，所以我不明白你的问题出在哪里。无论如何，我希望我能帮助你，并希望你能弄清楚。
为创意讲座点赞！

【解决方案2】：

好的，可能我自己已经找到了答案。问题又来了：

        ListNode* node = reverseList(head -> next);
        head -> next -> next = head;
        head -> next = NULL;
        return node;

我的问题是为什么更改 head 的字符串 2 和 3 也会影响（更改）node？

这是因为node 是一个指针，它“指向”与head->next 相同的内存地址。

您实际上可以在第一个屏幕截图中看到这一点：

0x100300020是node的地址

0x100300020是head->next的地址

它们指向内存中的相同地址。

所以当我们这样做时：

        head -> next -> next = head;
        head -> next = NULL;

我们还将其更改为node 指向的地址中的“存储的东西”。

【讨论】：