206. Reverse Linked List

Stack/206/memo.md

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+## 取り組み方
+step1: 5分考えて分からなかったら答えを見る。答えを理解したら、答えを隠して書く。筆が進まず5分立ったら答えを見る。答えを送信して正解するまで。
+step2: コードを読みやすく整える。動くコードになったら終了。
+step3: 時間を計りながら書く。10分以内に3回連続でアクセプトされるまで。
+
+## step1
+与えられた連結リストをたどって、新しい連結リストを作ればよさそう。
+5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1
+を作る場合、
+ListNode(1, None)
+ListNode(2, ListNode(1, None))
+...
+と作っていくので、与えられた連結リストを順番通りにたどりながら逆順にした連結リストを作れる。
+
+再帰でもできそうだが、スタックオーバーフローしてしまうので避ける（ノード数が5000までだが、プラットフォームによるがデフォルトだと最大で1000なので）。
+
+
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        node = head
+        ans = None
+        while node is not None:
+            ans = ListNode(node.val, ans)
+            node = node.next
+        return ans
+```
+
+## step2
+### 他の人のPRを見る
+https://github.com/Satorien/LeetCode/pull/7/files
+付け替える方式。
+https://github.com/Satorien/LeetCode/pull/7/files#r2055662397
+この方式が想定解なんじゃないかという意見
+
+1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> None
+があったとしたら、
+None <- 1  2 -> 3 -> 4 -> 5 -> None
+None <- 1 <- 2  3 -> 4 -> 5 -> None
+...
+None <- 1 <- 2 <- 3 <- 4 <- 5
+のように逆向きにしていく方式
+
+実装してみた。
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        node = head
+        reversed_list = None
+        while node is not None:
+            next_node = node.next
+            node.next = reversed_list
+            reversed_list = node
+            node = next_node
+        return reversed_list
+```
+
+
+再帰でもできるっぽい。まず、自分で考えてみる。
+1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5　を考える。
+reverseListに1が渡った場合、処理中で再帰的に呼び出したreverseListが5 -> 4 -> 3 -> 2を返せば最後のノードのnextを1にすればいいんだけど、それは筋が悪そう。再帰的に呼び出したreverseListの末尾のノードに1をつけるのはできるが、返ってきたノード数分の走査が必要になるため。
+
+これ最初にスタックか何かに詰める必要がある？
+そしたら
+(1, None)
+(2, (1, None))
+...
+と順番に作っていけそう。
+
+https://github.com/Satorien/LeetCode/pull/7/files
+と思ったけど付け替え + 再帰で出来るみたい。
+1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> None
+だとして、
+1 -> 2 -> 3 -> 4 <- 5
+1 -> 2 -> 3 <- 4 <- 5
+...
+None <- 1 <- 2 -> 3 <- 4 <- 5
+になる。
+
+
+実装してみた。
+最後のノードを返し、再帰的に付け替えを行う
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        if head is None or head.next is None:
+            return head
+
+        node = head
+        last_node = self.reverseList(head.next)
+        node.next.next = node
+        # これがないと1が2を向いたままになってしまう
+        node.next = None
+        return last_node
+```
+
+## step3
+3パターンで実装した。
+どれもノード数をNとした場合に
+時間計算量：O(N)
+空間計算量：O(N)
+
+ノード数的に再帰の深さを心配しなくてよいのであれば再帰付け替え方式が分かりやすいと思う。ただデフォルト値は1000なので心もとない気がする。。
+ノード数的にスタックオーバーフローに懸念がある場合は、新しく作る方式が分かりやすいと思う。
+
+### 新しく作る方式
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        reversed_list = None
+        node = head
+        while node is not None:
+            reversed_list = ListNode(node.val, reversed_list)
+            node = node.next
+        return reversed_list
+```
+
+### 付け替え方式
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        reversed_list = None
+        node = head
+        while node is not None:
+            next_node = node.next
+            node.next = reversed_list
+            reversed_list = node
+            node = next_node
+        return reversed_list
+```
+
+### 再帰的に付け替える方式
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        if head is None or head.next is None:
+            return head
+
+        node = head
+        last_node = self.reverseList(node.next)
+        node.next.next = node
+        node.next = None
+        return last_node
+```
+
+## レビューコメントを反映した実装
+### 繋ぎ変え
+修正点
+- last_relinked, relinking, next_relinking という変数名に修正した
+- 
+
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        relinking = head
+        last_relinked = None
+
+        while relinking is not None:
+            next_relinking = relinking.next
+            relinking.next = last_relinked
+            last_relinked = relinking
+            relinking = next_relinking
+
+        return last_relinked
+```
+
+### 再帰繋ぎ変え
+修正点
+- headをそのまま利用
+- reversed_headという変数名に修正
+
+```python
+# Definition for singly-linked list.
+# class ListNode:
+#     def __init__(self, val=0, next=None):
+#         self.val = val
+#         self.next = next
+class Solution:
+    def reverseList(self, head: Optional[ListNode]) -> Optional[ListNode]:
+        if head is None or head.next is None:
+            return head
+
+        reversed_head = self.reverseList(head.next)
+        head.next.next = head
+        head.next = None
+        return reversed_head
+```