作者：解学武

链表翻转，简单地理解，就是将链表的头部结点变为链表的尾部结点，与此同时将原链表的尾部结点变成头部结点。如下图所示：

提示：H 为头指针，图示中的链表无头结点，头指针直接指向首元结点。

将链表进行翻转的方法有多种，本节给大家介绍两种实现方法。

方法一

实现链表翻转最直接的方法就是：从链表的头部开始遍历每个结点，改变每个结点的指向，即将原本指向下一个结点的指针改为指向上一个结点。

唯一比较特殊的是，链表中的首元结点（第一个结点）前面没有结点，所以在改变其指针指向的时候，要将其指针指向 NULL。

提示：原链表中的首元结点经过翻转后，会变为新链表的最后一个结点，所以其指针自然要指向 NULL。

具体实现过程为：

首先设置一个新的链表，用于接收旧链表上的结点，该新链表初始状态为一个空链表，如下图所示：
遍历原链表，将结点依次插入到新链表的头部。要完成这一步操作，我们需要新添加两个指针（分别命名为 P 和 temp）：

• P 指针用于遍历链表，并将遍历到的结点插入到新链表中；
• temp 指针永远指向指针 P 所在结点的下一个结点，充当原链表在每次移除头部结点后的新头指针；

注意：使用头指针 H 遍历也可行（因为翻转完成后，旧链表旧不存在了），但是不建议大家这么做，对头指针的使用，大家要养成良好的习惯，避免头指针的滥用。

新添加指针 P 和 temp 后的链表，如下图所示：
以上的准备工作完成，链表的翻转就可以开始了。在遍历原链表的过程中，对每个结点都做如下操作：

• 将temp 移动至指针 p 所指结点的下一个结点，即 temp = P->next；
• 将该结点插入到新链表的头部，即 p->next=NEWH；
• 令指针 NEWH 指向该结点（即指针 p 指向的结点），即令 NEWH = p；
• 令指针 P 指向 temp 指针指向的位置，即 P= temp；

注意：第一步必须要在第四步的前面，否则会导致最终temp指向 NULL 的next，发生错误。

遍历每个结点的过程示意图如下：

通过对各个结点做如上的操作，当遍历结束，以 NEWH 指针作为头指针的链接即为翻转后的链表。

方法一的实现函数代码为：

link *reverselink(link * H){
    //判断链表 H 是否存在
    if(H == NULL || H->next == NULL){
        return H;
    }
    //创建指针 P 作为遍历链表的指针
    link * p = H;
    //创建一个新的链表，用于存储翻转链表，只不过该链表初始状态为NULL
    link * newH = NULL;
    //遍历指针 P 为 NULL 作为遍历结束的标志
    while(p != NULL){
        //第 1 步实现的代码
        link *temp = p->next;
        //第 2 步
        p->next = newH;
        //第 3 步
        newH = p;
        //第 4 步
        p = temp;
    }
    return newH;
}

方法二

另一种方法较前一种比较复杂，需要使用到递归的思想。

方法一是依次遍历链表，更改每个结点的指向，最后一个结点为翻转链表的头部结点。而方法二则完全倒过来，其实现过程为：先通过递归的思维找到链表的头部，然后再改变每个结点的指向，最终到达链表翻转的目的。

方法二的代码实现函数为：

//链表翻转的函数
link *reverseList(link * H){
    //如果指针 H 是否存在
    if(H == NULL || H->next == NULL){
        return H;
    }
    //递归查找新链表的头，找到用赋值给 newH
    link * newH=reverseList(H->next);
    //递归完成后，H 初始状态为 NewH 的上一个结点。
    //在一步步弹栈的过程中，始终另 H 指向的结点作为新链表的最后一个结点
    H->next->next=H;
    //在链接到新链表之后，要割去 H 所指结点与下一结点的联系，否则会使新链表产生环
    H->next=NULL;
    //返回新链表所指头部的指针。
    return newH;
}

代码运行过程分析：

4-6行：对于给定的指针 H ，首先判断指针 H 是否存在，如果指针 H 不存在，或者指针 H 只含有一个结点，则直接返回，即指针 H 不需要翻转；

第 8 行：函数体内调用自身，是典型的递归。通过不断查找指针 H 所指结点的下一个结点，最终会找到链表的最后一个结点作为函数的返回值，而此结点恰恰就是翻转后链表的首元结点（第一个结点），所以我们用一个新指针 newH 来充当新链表的头指针。

当通过递归找到对应的 newH 结点时，相应地，参数指针 H 也被递归至 newH 所指结点的上一结点处，如下图所示：

注意：头指针 H 和参数指针 H 完全不是一码事，作用域不同：参数 H 只在函数体内有效，而头指针 H 为主函数中声明。

第 11行到最后：此部分代码为指针 H 逐层返回时才会运行的代码，在逐层返回的过程中，通过不断地将H所指结点赋值给 H->next->next，并且每次赋值结束后，都取消 H 所指结点的指向，最终达到翻转链表的目的。

自图 7 开始，在指针 H 第一次返回时，此部分的代码运行示意图为： 指针 H 再次返回时，此部分的代码运行示意图为： 最终完成了链表的翻转，函数返回新链表的头指针 newH 。

本节完整代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct Link{
    //数据域
    int count;
    //指针域
    struct Link * next;
}link;

link * initLink(){
    //存储的数据，根据数据的特点，创建适当的数组
    int element[3]={1,2,3};
    //创建首元结点
    link * head=(link*)malloc(sizeof(link));
    head->count=element[0];
    //for循环中需要一个指针temp，从头结点开始依次链接新创建的结点
    link * temp=head;
    //for循环逐个创建链表，并用temp两两链接
    for (int i=1; i<3; i++) {
        //循环创建结点
        link *a=(link*)malloc(sizeof(link));
        //初始化结点
        a->count = element[i];
        a->next=NULL;
        //另指针 temp 每次循环都链接新的结点，并随后指向该结点
        temp->next=a;
        temp=temp->next;
    }
    return head;
}
//方法一实现链表翻转
link *reverselink(link * H){
    //判断链表 H 是否存在
    if(H == NULL || H->next == NULL){
        return H;
    }
    //创建指针 P 作为遍历链表的指针
    link * p = H;
    //创建一个新的链表，用于存储翻转链表，只不过该链表初始状态为NULL
    link * newH = NULL;
    //遍历指针 P 为 NULL 作为遍历结束的标志
    while(p != NULL){
        //第 1 步实现的代码
        link *temp = p->next;
        //第 2 步
        p->next = newH;
        //第 3 步
        newH = p;
        //第 4 步
        p = temp;
    }
    return newH;
}

//方法二实现链表翻转
link *reverseList(link * H){
    //如果指针 H 是否存在
    if(H == NULL || H->next == NULL){
        return H;
    }
    //递归查找新链表的头，找到用赋值给 newH
    link * newH=reverseList(H->next);
    //递归完成后，H 初始状态为 NewH 的上一个结点。
    //在一步步弹栈的过程中，始终另 H 指向的结点作为新链表的最后一个结点
    H->next->next=H;
    //在链接到新链表之后，要割去 H 所指结点与下一结点的联系，否则会使新链表产生环
    H->next=NULL;
    //返回新链表所指头部的指针。
    return newH;
}
//遍历链表的输出函数
void display(link * H){
    while(H){
        printf("%d",H->count);
        H=H->next;
    }
    printf("\n");
}
int main ()
{
    //初始化链表
    link * H = initLink();
    display(H);
    //使用方法一对链表 H 进行翻转
    link * dnewH = reverselink(H);
    display(dnewH);
    //使用方法二对链表 dnewH 进行再次翻转
    link * newH = reverseList(dnewH);
    display(newH);
    return 0;
}

运行结果：
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