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文心一言 VS 讯飞星火 VS chatgpt （114）-- 算法导论10.2 7题

发布时间 2023-10-16 17:29:22作者: 福大大架构师每日一题

七、用go语言，给出一个 O(n)时间的非递归过程，实现对一个含 n个元素的单链表的逆转。要求除存储链表本身所需的空间外，该过程只能使用固定大小的存储空间。

文心一言：

在Go语言中，你可以使用迭代方法来反转一个单链表。这种方法只需要O(1)的额外空间。首先，我们需要定义链表的数据结构：

type ListNode struct {  
    Val  int  
    Next *ListNode  
}

然后，我们可以使用以下代码来反转一个链表：

func reverseList(head *ListNode) *ListNode {  
    var prev *ListNode  
    curr := head  
  
    for curr != nil {  
        nextTemp := curr.Next //保存下一个节点  
        curr.Next = prev      //反转链接  
        prev = curr           //后移  
        curr = nextTemp        //后移  
    }  
  
    return prev  
}

这个函数会迭代链表的每个节点，并改变当前节点的Next指针以指向它的前一个元素。由于我们需要在更改指针之前保存下一个节点，所以我们需要在更改指针之前将当前节点的Next指针保存到临时变量中。

在更改指针后，我们将当前节点和下一个节点向后移动，因此我们可以在O(1)的空间中反转链表。这个函数的时间复杂度是O(n)，因为它需要遍历链表的每个节点。

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讯飞星火：

package main

import "fmt"

type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    var prev *ListNode
    current := head
    for current != nil {
        nextTemp := current.Next
        current.Next = prev
        prev = current
        current = nextTemp
    }
    return prev
}

func main() {
    // 创建链表：1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
    head := &ListNode{Val: 1}
    head.Next = &ListNode{Val: 2}
    head.Next.Next = &ListNode{Val: 3}
    head.Next.Next.Next = &ListNode{Val: 4}
    head.Next.Next.Next.Next = &ListNode{Val: 5}

    // 逆转链表
    newHead := reverseList(head)

    // 打印逆转后的链表：5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1
    current := newHead
    for current != nil {
        fmt.Printf("%d -> ", current.Val)
        current = current.Next
    }
    fmt.Println("nil")
}

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360智脑：

以下是一个使用go语言实现对单链表进行逆转的O(n)时间非递归过程:

package main

import "fmt"

// 定义链表节点结构体
type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

// 定义链表类
class List {
    constructor() {}
    reverseList(head: *ListNode) -> *ListNode {
        var prev *ListNode = head
        var current *ListNode = head.Next
        while current != nil {
            var next *ListNode = current.Next
            current.Next = prev
            prev = current
            current = next
        }
        head.Next = prev
        return head
    }
}

// 测试
var list = new List()
list.add(1)
list.add(2)
list.add(3)
list.add(4)
list.add(5)

fmt.Println("原链表:")
printList(list.head)

list.reverseList(&list.head)

fmt.Println("逆转后的链表:")
printList(list.head)

其中，List是链表类，reverseList是反转链表的方法。在reverseList方法中，我们使用两个指针prev和current分别指向链表的头节点和当前节点，然后遍历整个链表，每次将当前节点的下一个节点赋值给当前节点，并将当前节点的指针指向前一个节点，最后返回头节点即可。

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智谱清言：

package main
import (  
	"fmt"  
)
type ListNode struct {  
	Val  int  
	Next *ListNode  
}
func reverseList(head *ListNode) *ListNode {  
	var prev *ListNode  
	current := head  
	for current != nil {  
		nextTemp := current.Next  
		current.Next = prev  
		prev = current  
		current = nextTemp  
	}  
	return prev  
}
func printList(head *ListNode) {  
	for head != nil {  
		fmt.Print(head.Val, "->")  
		head = head.Next  
	}  
	fmt.Println("nil")  
}
func main() {  
	head := &ListNode{Val: 1, Next: &ListNode{Val: 2, Next: &ListNode{Val: 3, Next: &ListNode{Val: 4, Next: &ListNode{Val: 5, Next: nil}}}}}  
	fmt.Println("Original list:")  
	printList(head)
	reversedHead := reverseList(head)  
	fmt.Println("Reversed list:")  
	printList(reversedHead)  
}

这个程序首先定义了一个 ListNode 结构体，用于表示链表的节点。reverseList 函数接受一个链表的头节点作为参数，并返回逆转后的链表的头节点。

在 reverseList 函数中，我们使用了一个前置节点 prev，初始值为 nil。我们从链表的头节点开始，遍历链表的每个节点。对于每个节点，我们保存其下一个节点（nextTemp），然后将当前节点的前置节点设置为 prev，将当前节点设置为下一个节点，继续遍历。当遍历到链表的尾部时，current 和 nextTemp 都为 nil，此时我们将 prev 作为链表的新头节点返回。

printList 函数用于打印链表。我们在 main 函数中创建了一个示例链表，然后调用 reverseList 函数对其进行逆转，并打印原始链表和逆转后的链表。

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通义千问：

以下是使用Go语言实现的非递归方法，用于逆转一个含n个元素的单链表：

package main

import "fmt"

type ListNode struct {
    Val int
    Next *ListNode
}

func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    prev := nil
    curr := head

    for curr != nil {
        next := curr.Next
        curr.Next = prev
        prev = curr
        curr = next
    }

    return prev
}

func main() {
    head := &ListNode{Val: 1}
    head.Next = &ListNode{Val: 2}
    head.Next.Next = &ListNode{Val: 3}
    head.Next.Next.Next = &ListNode{Val: 4}
    head.Next.Next.Next.Next = &ListNode{Val: 5}

    fmt.Println("Original List:")
    for curr := head; curr != nil; curr = curr.Next {
        fmt.Printf("%d ", curr.Val)
    }

    newHead := reverseList(head)

    fmt.Println("\nReversed List:")
    for curr := newHead; curr != nil; curr = curr.Next {
        fmt.Printf("%d ", curr.Val)
    }
}

在这个程序中，我们使用三个指针：prev，curr和next。prev指针初始化为nil，curr指针初始化为链表的头节点。然后，我们进入一个循环，该循环在curr不为nil时继续运行。在每次迭代中，我们都做以下操作：

1.将next指针设置为curr的下一个节点。

2.将curr的next指针设置为prev。

3.将prev和curr向前移动一位。

当我们完成循环时，prev指针将指向逆转后的链表的头节点。我们返回prev指针，这就是逆转后的链表的头节点。

注意，这个程序使用了常数大小的额外空间。

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天工：

以下是使用 Go 语言实现 O(n) 时间复杂度的非递归方式逆转单链表的代码：

func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    var prev *ListNode = nil
    var curr *ListNode = head
    for curr != nil {
        next := curr.Next
        curr.Next = prev
        prev = curr
        curr = next
    }
    return prev
}

该代码中，我们使用了三个指针，分别是 prev、curr 和 next。其中，prev 指向当前节点的前一个节点，curr 指向当前节点，next 指向当前节点的下一个节点。我们从头节点开始遍历链表，每次将当前节点的 next 指针指向 prev，然后更新 prev 和 curr 的值，继续遍历下一个节点。最后返回 prev 即可。

由于我们只需要常量级别的额外空间，因此空间复杂度为 O(1)。时间复杂度为 O(n)，因为我们需要遍历整个链表一次。

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chatgpt：

下面是一个使用Go语言实现对单链表逆转的非递归过程，时间复杂度为O(n)：

package main

import "fmt"

type ListNode struct {
    Val  int
    Next *ListNode
}

func reverseList(head *ListNode) *ListNode {
    var prev *ListNode
    current := head

    for current != nil {
        next := current.Next
        current.Next = prev
        prev = current
        current = next
    }

    return prev
}

func displayList(head *ListNode) {
    current := head
    for current != nil {
        fmt.Printf("%d ", current.Val)
        current = current.Next
    }
    fmt.Println()
}

func main() {
    // 创建一个示例链表 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5
    head := &ListNode{Val: 1}
    node2 := &ListNode{Val: 2}
    node3 := &ListNode{Val: 3}
    node4 := &ListNode{Val: 4}
    node5 := &ListNode{Val: 5}
    head.Next = node2
    node2.Next = node3
    node3.Next = node4
    node4.Next = node5

    fmt.Println("原链表：")
    displayList(head)

    reversedHead := reverseList(head)

    fmt.Println("逆转后的链表：")
    displayList(reversedHead)
}

这段代码定义了一个ListNode结构体来表示单链表节点，然后实现了reverseList函数来对单链表进行逆转。过程中使用了三个指针：prev用于表示当前节点的前一个节点，current用于表示当前节点，next用于保存下一个节点。我们对每个节点进行处理，将当前节点的下一个节点指向前一个节点，然后更新prev、current和next指针。最后返回逆转后的链表的头节点。

在main函数中，创建了一个示例链表，并调用reverseList函数对其进行逆转。最后调用displayList函数来打印原链表和逆转后链表的值，以验证结果。

这个过程的空间复杂度为O(1)，除了存储链表本身所需的空间外，只使用了固定大小的三个指针。

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