LeetCode 206反转链表代码出现heap-use-after-free错误求助

在解决LeetCode 206. Reverse Linked List（给定单链表的head节点，反转该链表并返回反转后的链表）问题时，编写了如下代码：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        vector<ListNode*> addrs;
        ListNode* cur=head;
        if(cur==NULL||cur->next==NULL) return cur;

        // storing all addrs in sequence
        while(cur!=NULL)
        {
            addrs.push_back(cur);
            cur=cur->next;
        }
        // reversing process
        for(int i=addrs.size()-1;i>0;i--)
        {
            addrs[i]->next=addrs[i-1];
        }
        return addrs[addrs.size()-1];
    }
};

测试时触发错误：

ERROR: AddressSanitizer: heap-use-after-free

错误原因分析 #

错误和vector无关，核心问题是反转后未处理原链表头节点的next指针：

• 反转操作仅设置了从最后一个节点到第二个节点的next指向，但原链表的头节点（即addrs[0]）的next仍指向原第二个节点，导致链表形成循环引用。比如原链表为1->2->3，反转后变为3->2->1，但1的next还是指向2，最终链表成了3->2->1->2->...的环。
• LeetCode的测试框架在遍历或回收链表内存时，会因循环引用出现无限遍历或重复访问已释放内存的情况，触发AddressSanitizer的heap-use-after-free报错。

修复方案 #

在反转循环结束后，添加一行代码将原头节点的next置空，断开环结构：

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * struct ListNode {
 *     int val;
 *     ListNode *next;
 *     ListNode() : val(0), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
 *     ListNode(int x, ListNode *next) : val(x), next(next) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
    ListNode* reverseList(ListNode* head) {
        vector<ListNode*> addrs;
        ListNode* cur=head;
        if(cur==NULL||cur->next==NULL) return cur;

        // storing all addrs in sequence
        while(cur!=NULL)
        {
            addrs.push_back(cur);
            cur=cur->next;
        }
        // reversing process
        for(int i=addrs.size()-1;i>0;i--)
        {
            addrs[i]->next=addrs[i-1];
        }
        // 断开原头节点的next，避免循环引用
        addrs[0]->next = nullptr;
        return addrs[addrs.size()-1];
    }
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daniel Cha