为什么我不能以这种方式反转链表而不会出现 null 指针异常？

Question

这是我在这里的第一个问题。 这可能是一个愚蠢的问题，但我无法理解为什么在以这种方式反转链表时顺序特别重要。 所以在这里我正在反转一个链表，它有效

    ListNode prev = null, curr = head, next = head;
    
    while (curr != null){
        next = next.next;
        curr.next = prev;
        prev = curr;
        curr = next;
    }
    head = prev;
    return head;

效果很好。 但是为什么我不能执行以下操作？

//edge cases:
    if (head == null || head.next == null){
        return head;
    }
    
    ListNode prev = null, curr = head, next = head.next; //change here
    
    while (curr != null){
        //line was previously here
        curr.next = prev;
        prev = curr;
        curr = next;
        next = next.next; //moved here
    }
    head = prev;
    return head;

为什么我在 while 循环的开头而不是结尾设置 next = next.next 很重要？ 为什么我不能先设置 next = head.next 然后在循环结束时对其进行迭代而不会出现 null 指针异常？

Answer 1

只是为了记录，您可以将反向操作视为从输入列表中弹出并推送到结果。 更少的史诗代码结果：

ListNode reverse(ListNode head) {
  ListNode result = null;
  while (head != null) {
    ListNode elt = head;  // pop into elt
    head = head.next;
    elt.next = result;    // push elt onto result
    result = elt;
  }
  return result;
}

Answer 2

当您进行此类更改时，您更改了将验证循环条件的 state。 这导致了这个问题。

在工作代码中，我们有这个循环不变量：

curr和next是相等的。 它们要么都是null要么都引用同一个节点。

在非工作代码中，这是不正确的，因为现在next是领先一步。 相应的循环不变量现在是next == curr.next 。 所以当curr是尾节点时， next将是null 。 在循环的下一次迭代中，执行next = next.next ，这是无效的，因为next是null ，所以这会引发异常。

如果您将该语句设为有条件的，它将起作用：

 if (next != null) next = next.next;

或者这也可以：

 if (next == null) break;
 next = next.next;

但是这两种选择都没有原始代码那么优雅，因为现在每次迭代都要进行两次检查（循环条件和这个额外的检查）。 事实上，这个额外的检查只是循环条件的重复，因为此时next和curr相等。