【剑指offer】面试题16、反转链表

题目：定义一个函数，输入一个链表的头结点，反转该链表并输出反转后链表的头结点。链表结点定义如下：
typedef struct Node
{
    int m_nKey;
    struct Node Node *m_pNext;
}ListNode, *pListNode;

 分析：

为了正确地反转链表，需要调整链表中指针的方向。为了叙述方便以及更加直观地把过程叙述清楚，我们可以借助图形来直观地分析。在下图（a）所示的链表中，h、i 和 j 是 3 个相邻的结点。假设经过若干操作，我们已经把结点 h 之前的指针调整完毕，这些结点的 m_pNext 都指向各自的前面一个结点。接下来我们把 i 的 m_pNext 指向 h，此时的链表结构如图（b）所示：

由于结点 i 的 m_pNext 指向了结点 h，这样链表就断开了，导致我们找不到结点 j，为了避免链表在结点 i 处断开，我们需要在调整结点 i 的 m_pnext 之前，把结点 j 保存下来。

除此之外，我们还需要保存结点 h，因为我们需要把结点 i 的 m_pnext 指向结点 h。

综上所述，我们需要定义 3 个指针pPre、pNode、pNext分别保存结点 h，结点 i 和结点 j。

最后我们试着找到反转后链表的头结点。不难分析出反转后链表的头结点是原始链表的尾结点。哪个结点时尾结点？自然是 m_pnext 为 NULL 的结点。

在代码中应主义以下 3 种问题：

输入的链表头指针为 NULL 或者整个链表只有一个结点时，程序立即崩溃；
反转后的链表出现断裂。
返回的反转后的头结点不是原始链表的尾结点。

完整的代码如下：

// reverseList.c
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"

#define N 10

typedef struct Node
{
    int m_nValue;
    struct Node *m_pNext;
}ListNode, *pListNode;

void createList(ListNode **pHead, int len)
{
    ListNode *pTail = NULL;

    while(len--)
    {
        ListNode *pNew = (ListNode*)malloc(sizeof(ListNode));
        pNew->m_nValue = rand()%100;
        pNew->m_pNext = NULL;

        if(*pHead == NULL)
        {
            *pHead = pNew;
            pTail = pNew;
        }
        else
        {
            pTail->m_pNext = pNew;
            pTail = pNew;
        }
    }
}

void printList(ListNode *pHead)
{
    while(pHead != NULL)
    {
        printf("%3d ", pHead->m_nValue);
        pHead = pHead->m_pNext;
    }
    printf("
");
}

ListNode *reverseList(ListNode *pHead)
{
    ListNode *pReverseHead = NULL;
    ListNode *pNode = pHead;
    ListNode *pPre = NULL;

    while(pNode != NULL)
    {
        ListNode *pNext = pNode->m_pNext;

        if(pNext == NULL) // 此时pNode为原始链表的尾结点
            pReverseHead = pNode;
        // 连接结点
        pNode->m_pNext = pPre; 
        // 向后移动
        pPre = pNode; 
        pNode = pNext;
    }
    return pReverseHead;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    srand(time(NULL));

    ListNode *pHead = NULL;

    createList(&pHead, N);
    printf("Before: ");
    printList(pHead);

    ListNode *pReverseHead = reverseList(pHead);
    if(pReverseHead != NULL)
    {
        printf("The pReverseHead Node: %d
", pReverseHead->m_nValue);
    }
    printf("After: ");
    printList(pReverseHead);

    return 0;
}

本文完。