编译器不会在单链表的递归逆转中前进

Question

我在SinglyLinkedList类中有一个递归静态方法，由于不确定的原因，该方法永远运行。 此类是通用的，其声明如下所示：

public class SinglyLinkedList<E>{

该类具有一个内部通用类Node ，它看起来像这样：

private static class Node<E> {
    private E element;
    private Node<E> next;

    public Node(E e, Node<E> n) {
        this.element = e;
        this.next = n;
    }

    public E getElement() {
        return this.element;
    }

    public Node<E> getNext() {
        return this.next;
    }

    public void setNext(Node<E> n) {
        this.next = n;
    }
}

此外， SinglyLinkedList类具有以下字段：

private Node<E> head = null;

private Node<E> tail = null;

private int size = 0;

我遇到麻烦的方法称为reverse ，其目的是以递归的方式反向单链表的顺序。 这是此方法的代码：

public static SinglyLinkedList reverse(SinglyLinkedList l) {
    if (l.size < 2) return l;
    Node first = l.removeFirstNode();
    SinglyLinkedList reversed = reverse(l);
    reversed.addLast(first);
    return reversed;
}

reverse方法使用一种称为removeFirstNode的非静态方法，其目的是删除单链列表中的第一个Node并返回它：

private Node<E> removeFirstNode() {
    if (isEmpty()) return null;
    //Node<E> answer = new Node<>(this.head.getElement(), null);
    Node<E> answer = this.head;
    this.head = this.head.getNext();
    this.size--;
    if (this.size == 0) this.tail = null;
    return answer;
}

reverse方法还使用称为addLast的非静态方法，其目的是将给定的Node添加到单链表的末尾：

private void addLast(Node<E> n) {
    if (isEmpty()) this.head = n;
    else this.tail.setNext(n);
    this.tail = n;
    this.size++;
}

问题是，当我尝试在size等于2的SinglyLinkedList上运行reverse方法时，编译器进入该行

reversed.addLast(first);

然后在addLast方法中，它在行上停止

this.tail = n;

并且永远运行而不会终止。 如果size等于或大于3，则编译器进入该行

reversed.addLast(first);

甚至不输入addLast方法就停在那里。 现在如果我更换线

Node<E> answer = this.head;

与当前已注释掉的行

Node<E> answer = new Node<>(this.head.getElement(), null);

reverse方法将终止，没有任何问题。 谁能解释这是怎么回事？

编辑：我刚刚意识到size 3或更大的不同行为仅仅是递归的产物。 真正的问题在于size等于2且方法莫名其妙地在行终止的情况

this.tail = n;

编辑2：

最小代码：

public class SinglyLinkedList<E>{

private static class Node<E> {
    private E element;
    private Node<E> next;

    public Node(E e, Node<E> n) {
        this.element = e;
        this.next = n;
    }

    public E getElement() {
        return this.element;
    }

    public Node<E> getNext() {
        return this.next;
    }

    public void setNext(Node<E> n) {
        this.next = n;
    }
}

private Node<E> head = null;

private Node<E> tail = null;

private int size = 0;

public SinglyLinkedList() {}

public int size() { return this.size; }

public boolean isEmpty() {
    return this.size == 0;
}

public void addLast(E e) {
    Node<E> newest = new Node<>(e, null);
    if (isEmpty())
        this.head = newest;
    else
        this.tail.setNext(newest);
    this.tail = newest;
    this.size++;
}

@Override
public String toString() {
    String output = "";
    if (this.size > 0) {
        Node<E> current_node = head;
        while (current_node != null) {
            output += current_node.getElement();
            if (current_node != tail) output += ", ";
            else output += "\n";
            current_node = current_node.getNext();
        }
    }
    return output;
}

private void addLast(Node<E> n) {
    if (isEmpty()) this.head = n;
    else this.tail.setNext(n);
    this.tail = n;
    this.size++;
}

private Node<E> removeFirstNode() {
    if (isEmpty()) return null;
    //Node<E> answer = new Node<>(this.head.getElement(), null);
    Node<E> answer = this.head;
    this.head = this.head.getNext();
    this.size--;
    if (this.size == 0) this.tail = null;
    return answer;
}

public static SinglyLinkedList reverse(SinglyLinkedList l) {
    if (l.size < 2) return l;
    Node first = l.removeFirstNode();
    SinglyLinkedList reversed = reverse(l);
    reversed.addLast(first);
    return reversed;
}}

测试类别：

public static void main(String[] args) {
    int n = 4;
    SinglyLinkedList<Integer> list = new SinglyLinkedList<>();
    for (int i = 1; i <= n; i++) list.addLast(i);
    System.out.print(list);
    System.out.print(SinglyLinkedList.reverse(list));
}

Answer 1

removeFirstNode()实现不会取消链接该节点的下一个指针。

在原始链表中，第一个节点的下一个点指向第二个节点，第二个节点的下一个指针为null。

在新列表中，第一个节点的下一个指针将指向第二个节点，但是第二个节点的下一个指针将指向第一个节点（以前是第二个节点）。

这样的东西（原始列表）：

+---+    +---+
| A |--->| B |--->null
+---+    +---+

由于A的下一个指针仍然指向B，因此重新排序成为了这种情况：

+---+    +---+
| B |--->| A |---+
+---+    +---+   |
  ^              |
  |              |
  +--------------+

您可以将removeFirstNode()实现更改为以下形式：

    private Node<E> removeFirstNode() {
        if (isEmpty()) return null;
        Node<E> answer = this.head;
        this.head = this.head.getNext();
        answer.next = null; // Set next ptr to null
        this.size--;
        if (this.size == 0) {
            this.tail = null;
        }
        return answer;
    }

该代码可能看起来像“停止”，因为调试器尝试使用toString()来打印出列表，我想它会遍历列表并且由于循环而无法完成。