206. reverse linked list

206.-Reverse-Linked-List/memo.md

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+# step1
+- スタックのセクションにあったのでとりあえずスタックで解いた。
+- 素直に書いてガチャガチャ変えて動いてしまった。よくない。
+```cpp:step1.cpp
+#include <stack>
+
+class Solution {
+   public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
+        std::stack<ListNode*> st;
+        ListNode* tail = head;
+        // nullをはじくのを統一的に書けないか？
+        if (head == nullptr) {
+            return nullptr;
+        }
+        while(tail != nullptr) {
+            st.push(tail);
+            tail = tail->next;
+        }
+        head = st.top();
+        st.pop();
+        tail = head;
+        while(!st.empty()) {
+            tail->next = st.top();
+            st.pop();
+            tail = tail->next;
+        }
+        // これってなんで必要？
+        tail->next = nullptr;
+        return head;
+    }
+};
+
+```
+
+# step2
+- 再帰で書けることに気づく。
+```cpp:step2.cpp
+class Solution {
+   public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
+        return reverseRecursively(head);
+    }
+   private:
+    // node以降のリストを逆順に繋ぎなおし、元々の最後尾を新たなheadとして返す
+    ListNode* reverseRecursively(ListNode* node) {
+        if (node == nullptr || node->next == nullptr) {
+            return node;
+        }
+        ListNode* head =  reverseRecursively(node->next);
+        node->next->next = node;
+        node->next = nullptr;
+        return head;
+    }
+};
+```
+人のコードを見る。
+- step1ですっきりしなかった部分も番兵を使うときれいに書ける([linoahhhさん](https://github.com/lilnoahhh/leetcode/pull/10/files/31a6eddb4e971614db2b6d2fb67da1a44fb764c4#r1948006046))。
+- スタックに入っているノードを取り出してつなげる、というのに最後の場合分けが生じなくてよくなる。
+```cpp
+#include <stack>
+
+class Solution {
+   public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
+        std::stack<ListNode*> st;
+        ListNode* sentinel = nullptr;
+        st.push(sentinel);
+        ListNode* tail = head;
+        while (tail) {
+            st.push(tail);
+            tail = tail->next;
+        }
+
+        ListNode* new_head = st.top();st.pop();
+        tail = new_head;
+        while (!st.empty()) {
+            tail->next = st.top();
+            st.pop();
+            tail = tail->next;
+        }
+        return head;
+    }
+};
+```
+
+
+- もっと素直に前後を入れ替えていく([tarinaihitoriさん](https://discord.com/channels/1084280443945353267/1295357747545505833/1298524551592018003))
+```cpp:step2_another.cpp
+class Solution {
+   public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head){
+        // 反転済みリストの先頭
+        ListNode* reversed_head = nullptr;
+        ListNode* cur_node = head;
+        while (cur_node) {
+            ListNode* tmp = cur_node->next;
+            tail->next = reversed_head;
+            reversed_head = cur_node;
+            cur_node = tmp;
+        }
+        return reversed_head;
+    }
+};
+```
+
+シンプルな問だけどけっこう方針が違う解法があって面白い。
+
+
+# step3
+スタック
+```cpp:step3.cpp
+#include <stack>
+class Solution {
+public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
+        std::stack<ListNode*> st;
+        auto sentinel = nullptr;
+        st.push(sentinel);
+        auto tail = head;
+        while (tail) {
+            st.push(tail);
+            tail = tail->next;
+        }
+
+        auto new_head = st.top();
+        st.pop();
+        tail = new_head;
+        while (tail) {
+            tail->next = st.top();
+            st.pop();
+            tail = tail->next;
+        }
+        return new_head;
+    }
+};
+```
+
+シンプルな交換
+```cpp
+class Solution {
+public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
+        ListNode* reversed_head = nullptr;
+        ListNode* cur_node = head;
+        while (cur_node) {
+            auto tmp = cur_node->next;
+            cur_node->next = reversed_head;
+            reversed_head = cur_node;
+            cur_node = tmp;
+        }
+        return reversed_head;
+    }
+};
+```
+
+再帰別解(https://github.com/maeken4/Arai60/pull/7/files/e30de22cd54e0c4dab8713af400534b11d6adb69#r2118170691)
+```cpp
+class Solution {
+   public:
+    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
+        return reverse_and_append(head, nullptr);
+    }
+   private:
+    // [1,2,3], [4,5,6] -> [3,2,1,4,5,6]
+    // [], [4,5,6] -> [4,5,6s]
+    ListNode* reverse_and_append(ListNode* head1, ListNode* head2){
+        if (head1 == nullptr) {
+            return head2;
+        }
+        auto new_head1 = head1->next;
+        head1->next = head2;
+        return reverse_and_append(new_head1, head1);
+
+    }
+};
+```