C语言算法题：反转一个单向链表
链表是编程学习的一个难点。其实，在c语言编程以及单片机裸机开发中，链表运用并不多。但是如果想提升嵌入式技能水平或收入水平，可以考虑深入嵌入式系统层面（如参与操作系统设计、深入学习新的操作系统等），此时，链表技术至关重要。
本期讲解一道c语言的算法题——反转一个单向链表。
题目描述：
已知链表的节点类型如下：
typedef struct node{
int data; struct node* next;}node;
现在有一条单链表，其节点类型为node，链表的头节点为head，请设计一种方法反转该链表，并返回反转后的链表。
part 1
链表的基本介绍
q1: 什么是节点？
a1: 节点是链表的构成单元，节点类型本质上是结构体类型，如题中出现的node类型。正常情况下，一个节点至少包含两个成员，一个成员保存该节点的数据，比如int data; 另一个成员是一个指针，比如node *next，用于指向下一个节点。因此多个节点可以串在一起，构成链表。
q2: 什么是链表？
a2: 百度百科中是这样定义链表的。“链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。”
核心：链表是一种存储结构。
可以将链表与数组进行对比，链表的优势在于：对存储单元进行插入/删除操作更灵活方便（节点是链表的构成单元，元素是数组的构成单元）、链表的容量可以动态改变（而数组一旦定义，则容量固定，可能会有溢出风险）。
q3: 链表的分类有哪些？
a3: 根据节点之间的关系，可以分为单链表（一般指单向不循环链表）、双链表、循环单链表。
part 2
解题思路
先确认下本题中的节点类型。
typedef struct node{ int data; struct node* next; }node;由于本题采用一个单向不循环链表，链表的尾节点的指针成员指向null，可在示意图中先补充地址null。
图示的原链表由4个节点构成，分别是节点a、b、c和d，他们的data（数据成员）的值依次是1、2、3和4。节点a是首节点，即head保存节点a的地址。节点a的next（指针成员）指向节点b，节点b的next指向节点c，节点c的next指向节点d，节点d的next指向null。
观察原链表和转换后的图示，可以看出转换后节点之间的指向关系将完全反过来，节点d最终成为首节点，head将保存它的地址。
思考，得出以下结论：
在单向链表中，若要遍历节点，必须从链表首节点开始逐个访问，所以反转链表时，必须要按照原链表节点顺序逐个操作。（即按照从节点a到节点d的顺序）除了尾节点外，更改每个节点的next（指针成员）值之前，必须先用指针指向在原链表中该节点的下一个节点（比如：在更改节点a的next为null之前，必须用指针指向节点b，否则将丢失数据）。head指针用于保存链表的首节点的地址，会随着节点的反转，逐渐移动（改变指向）。step1,定义两个特殊用途的指针。
//指针p用于指向待反转节点的前一个节点node *p = null;//指针n用于指向待反转节点的后一个节点node *n = head;//本示例中head指针指向的节点也就是待操作的节点
step2,用指针n指向待操作节点的下一个节点，反转一个节点（改变待操作节点的next成员）。
n = n- >next;head- >next = p;
step3,准备反转下个节点前，需要依次改变p指针和head指针。
p = head;head = n;
step4,用指针n指向待操作节点的下一个节点，反转一个节点（改变待操作节点的next成员）。
此步骤和step2相同，已开始重复的操作了。故之后的步骤将省略。
需要注意的是，当head指针在某次偏移之后，它将会指向原链表的尾节点（此时head->next == null为真），就说明此刻仅需要反转最后一个节点。
part 3
示例代码
示例说明：
为了方便演示运行效果，将在主函数中构建4个node类型的结构体变量，先对他们赋值，然后将他们串成链表，遍历链表，打印节点数据（预期打印：1，2，3，4）。之后反转链表，再次遍历链表，打印节点数据（预期打印：4，3，2，1）。
核心代码：链表反转函数
node *list_reverse(node *head){ node *i; node *p = null; node *n = head; if(head == null) return null; while(head- >next != null) //判断head是否为尾节点 { n = n- >next; head- >next = p; p = head; head = n; } head- >next = p; //反转最后一个节点 return head; }主程序设计
int main(void){ node a,b,c,d; //分别对4个节点的data赋值，并将他们串成链表 a.data = 1; a.next = &b; b.data = 2; b.next = &c; c.data = 3; c.next = &d; d.data = 4; d.next = null; node *head = &a; printf(原链表：\\n); list_output(head); head = list_reverse(head); printf(\\n反转后：\\n); list_output(head); return 0;}运行结果
和预期一致，代码验证成功！
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题目描述：
已知链表的节点类型如下：
typedef struct node{
int data; struct node* next;}node;
现在有一条单链表，其节点类型为node，链表的头节点为head，请设计一种方法反转该链表，并返回反转后的链表。
part 1
链表的基本介绍
q1: 什么是节点？
a1: 节点是链表的构成单元，节点类型本质上是结构体类型，如题中出现的node类型。正常情况下，一个节点至少包含两个成员，一个成员保存该节点的数据，比如int data; 另一个成员是一个指针，比如node *next，用于指向下一个节点。因此多个节点可以串在一起，构成链表。
q2: 什么是链表？
a2: 百度百科中是这样定义链表的。“链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接次序实现的。”
核心：链表是一种存储结构。
可以将链表与数组进行对比，链表的优势在于：对存储单元进行插入/删除操作更灵活方便（节点是链表的构成单元，元素是数组的构成单元）、链表的容量可以动态改变（而数组一旦定义，则容量固定，可能会有溢出风险）。
q3: 链表的分类有哪些？
a3: 根据节点之间的关系，可以分为单链表（一般指单向不循环链表）、双链表、循环单链表。
part 2
解题思路
先确认下本题中的节点类型。
typedef struct node{ int data; struct node* next; }node;由于本题采用一个单向不循环链表，链表的尾节点的指针成员指向null，可在示意图中先补充地址null。
图示的原链表由4个节点构成，分别是节点a、b、c和d，他们的data（数据成员）的值依次是1、2、3和4。节点a是首节点，即head保存节点a的地址。节点a的next（指针成员）指向节点b，节点b的next指向节点c，节点c的next指向节点d，节点d的next指向null。
观察原链表和转换后的图示，可以看出转换后节点之间的指向关系将完全反过来，节点d最终成为首节点，head将保存它的地址。
思考，得出以下结论：
在单向链表中，若要遍历节点，必须从链表首节点开始逐个访问，所以反转链表时，必须要按照原链表节点顺序逐个操作。（即按照从节点a到节点d的顺序）除了尾节点外，更改每个节点的next（指针成员）值之前，必须先用指针指向在原链表中该节点的下一个节点（比如：在更改节点a的next为null之前，必须用指针指向节点b，否则将丢失数据）。head指针用于保存链表的首节点的地址，会随着节点的反转，逐渐移动（改变指向）。step1,定义两个特殊用途的指针。
//指针p用于指向待反转节点的前一个节点node *p = null;//指针n用于指向待反转节点的后一个节点node *n = head;//本示例中head指针指向的节点也就是待操作的节点
step2,用指针n指向待操作节点的下一个节点，反转一个节点（改变待操作节点的next成员）。
n = n- >next;head- >next = p;
step3,准备反转下个节点前，需要依次改变p指针和head指针。
p = head;head = n;
step4,用指针n指向待操作节点的下一个节点，反转一个节点（改变待操作节点的next成员）。
此步骤和step2相同，已开始重复的操作了。故之后的步骤将省略。
需要注意的是，当head指针在某次偏移之后，它将会指向原链表的尾节点（此时head->next == null为真），就说明此刻仅需要反转最后一个节点。
part 3
示例代码
示例说明：
为了方便演示运行效果，将在主函数中构建4个node类型的结构体变量，先对他们赋值，然后将他们串成链表，遍历链表，打印节点数据（预期打印：1，2，3，4）。之后反转链表，再次遍历链表，打印节点数据（预期打印：4，3，2，1）。
核心代码：链表反转函数
node *list_reverse(node *head){ node *i; node *p = null; node *n = head; if(head == null) return null; while(head- >next != null) //判断head是否为尾节点 { n = n- >next; head- >next = p; p = head; head = n; } head- >next = p; //反转最后一个节点 return head; }主程序设计
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