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判断一个链表是否为回文结构

判断一个链表是否为回文结构

作者: Ramsey16k | 来源:发表于2019-11-05 23:38 被阅读0次

    【题目】 给定一个链表的头节点head,请判断该链表是否为回
    文结构。 例如: 1->2->1,返回true。 1->2->2->1,返回true。
    15->6->15,返回true。 1->2->3,返回false。
    进阶: 如果链表长度为N,时间复杂度达到O(N),额外空间复杂
    度达到O(1)。

    解题思路:

    (1)第一种实现方式:额外辅助空间为n

    需要另开一个大小为n的栈,把链表的所有节点压入栈中。然后开始弹栈,栈顶元素就相当于是链表的最后一个元素,每次出栈一个值,其实就相当于从后往前遍历这个链表;与此同时,将链表从头结点开始向后遍历。
    然后比较出栈元素和链表当前元素是否相等,如果不相等就返回false。
    当整个链表遍历完毕/所有元素都出栈时,头节点为空,说明这个链表是回文的,返回true。

    public static class Node {
            public int value;
            public Node next;
    
            public Node(int data) {
                this.value = data;
            }
        }
    public static boolean isPalindrome1(Node head) {
            Stack<Node> stack = new Stack<>();
            Node cur = head;
            while (cur != null) {
                stack.push(cur);
                cur = cur.next;
            }
            while (head != null) {
                if (head.value != stack.pop().value) {
                    return false;
                }
                head = head.next;
            }
            return true;
        }
    

    (2)第二种实现方式:额外辅助空间为n/2

    需要另开一个大小为n/2的栈。用一个慢指针和一个快指针。快指针每次向前移动2步,慢指针每次向前移动1步。当快指针走到头时,慢指针指向的位置就是链表的中点。
    然后把链表的后半段压入栈中,之后开始弹栈,比对前半段和后半段,和第一种实现方式同理。

    public static boolean isPalindrome2(Node head) {
            if (head == null || head.next == null) {
                return true;
            }
            Node right = head.next; // 快指针
            Node cur = head; // 慢指针
            while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
                right = right.next;
                cur = cur.next.next;
            }
            Stack<Node> stack = new Stack<>();
            while (right != null) {
                stack.push(right);
                right = right.next;
            }
            while (!stack.isEmpty()) {
                if (head.value != stack.pop().value) {
                    return false;
                }
                head = head.next;
            }
            return true;
        }
    

    (3)第三种实现方式:额外辅助空间为O(1)

    把后半段的链表反转,然后和前半段进行比较。
    链表长度为奇数时,慢指针来到中点位置,偶数时来到两个中点中的前一个位置。

    public static boolean isPalindrome3(Node head) {
            if (head == null || head.next == null) {
                return true;
            }
            Node n1 = head;
            Node n2 = head;
            while (n2.next != null && n2.next.next != null) { // 寻找中点
                n1 = n1.next; // n1 -> 中间节点
                n2 = n2.next.next; // n2 -> 尾节点
            }
            n2 = n1.next; // n2 -> 右边的第一个节点
            n1.next = null; // 中点的下一个节点 -> null
            Node n3;
            while (n2 != null) { // right part convert
                n3 = n2.next; // n3 -> 存n2的下一个节点
                n2.next = n1; // n2(右边的第一个节点)的下一个节点 -> n1(中点)
                n1 = n2; // n1 -> 右边第一个节点
                n2 = n3; // n2 -> 右边第一个节点的下一个节点
            }
            n3 = n1; // n3 -> 存最后一个节点
            n2 = head; // n2 -> 左边的第一个节点
            boolean res = true;
            while (n1 != null && n2 != null) { // 检查是否为回文结构
                if (n1.value != n2.value) {
                    res = false;
                    break;
                }
                n1 = n1.next; // 头节点遍历到中点
                n2 = n2.next; // 尾节点遍历到中点
            }
            n1 = n3.next;
            n3.next = null;
            while (n1 != null) { // 恢复链表
                n2 = n1.next;
                n1.next = n3;
                n3 = n1;
                n1 = n2;
            }
            return res;
        }
    

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