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【LeetCode】206. Reverse Linked Listを解く

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問題概要

連結リストheadが与えられる.headを逆順にしたものを返せ.

例:
img

Input : head = [1,2,3,4,5]
Output : [5,4,3,2,1]

制約

  • ノードの数 0 \leq N \leq 5000
  • -5000 \leq Node.val \leq 5000

考えたこと

まず,head = []のときはnullを返せば良い.

次に,例えばhead = [1,2]のときは先頭から順にノードを見ていき,

ステップ res head
1 null 1 -> 2 -> null
2 null <- 1 2 -> null
3 null <- 1 <- 2 null

のように順番にhead.nextの向きをresの方へ変えていけば良い.

この手法は,長さNのノードについて適用しても所望の解を得られる:

# Definition for singly-linked list.
# class ListNode(object):
#     def __init__(self, val=0, next=None):
#         self.val = val
#         self.next = next
class Solution(object):
    def reverseList(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        res = None
        while head:
            curr = head # 向きを反転させるターゲットのノード
            head = head.next
            curr.next = res # ターゲットのノードの向きをresへ向ける
            res = curr
        return res

注意点

上記コードのwhile部分について,以下のように順番を変えてみるとどうなるだろうか?

class Solution(object):
    def reverseList(self, head):
        """
        :type head: ListNode
        :rtype: ListNode
        """
        res = None
        while head:
            curr = head
            curr.next = res
            res = curr
            head = head.next # changed
        return res

一見,resに関連する処理と,headの移動の処理がまとまっているため分かりやすいコードに見える.

しかし,このコードの実行結果は

Input : [1,2]
Output : [1]

となり,所望の出力[2,1]が得られない.

なぜか?

while内のcurrheadのidを出力してみると以下のようになる.

while head:
  curr = head # id(head) = 139995350720656
              # id(curr) = 139995350720656
  curr.next = res
  res = curr
  head = head.next # changed

ご覧の通り,currheadは同じポインタを指していることが分かる.

従って,curr.next = reshead.next = resは等価な処理となり,この時点で

head : null <- 1

のように上書きされてしまうのである.

一方,元のコードの場合を見てみると

while head:
    curr = head
    head = head.next
    curr.next = res # ターゲットのノードの向きをresへ向ける
    res = curr

curr = headの時点ではid(head) == id(curr)であるが,その次のhead = head.nextによってid(head) != id(curr)となる.

従って,curr.next = resによる上書きが発生しない.

Discussion

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