数据结构与算法 | 回文链表检测

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如何判断一个单链表是否为回文链表?

回文链表

LeetCode 234. Palindrome Linked List

例1:

1
2
Input: 1->2
Output: false

例2:

1
2
Input: 1->2->2->1
Output: true

提升:
时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1).

解法一

直接将链表进行 反转 ,然后将新的反转链表与原链表进行比较,这种思路最为简单粗暴。

此种解法的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(n).

代码

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/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {

public boolean isPalindrome(ListNode head) {
if(head == null){
return true;
}
ListNode newCurr = null;
ListNode newPrev = null;
ListNode curr = head;
while(curr != null){
newCurr = new ListNode(curr.val);
newCurr.next = newPrev;
newPrev = newCurr;
curr = curr.next;
}

ListNode p1 = newCurr;
ListNode p2 = head;

while(p2 != null && p2 != null){
if(p2.val != p1.val){
return false;
}
p1 = p1.next;
p2 = p2.next;
}
return true;
}
}

LeetCode性能测试:

Runtime: 3 ms, faster than 24.01% of Java online submissions forPalindrome Linked List.

解法二

为了降低空间复杂度到O(1),我们可以只对链表的后半部分直接反转,然后将反转后的后半部分与前半部分进行比较。

如何对后半部分进行反转呢?这就涉及到我们前面的 如何找到中间节点 的方法,使用快慢指针,先找到中间节点,然后从中间节点开始反转。

需要注意的是,在进行比较时,要以后半部分为基准进行遍历来比较,例如在链表长度位偶数的情况下:

A -> B -> C -> C -> B -> A 反转得到 A -> B -> C -> C <- B <- A,以前半部分为基准的话,会出现 null 指针的异常。

此种解法的时间复杂度为O(n),空间复杂度为O(1).

代码

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/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {

public boolean isPalindrome(ListNode head) {
if(head == null){
return true;
}

// 先找到中间节点,slow最后的结果就是中间节点
ListNode slow = head;
ListNode fast = head;

for(ListNode curr = slow; slow != null; ){
if(fast == null || fast.next == null){
break;
}else{
fast = fast.next.next;
}
slow = slow.next;
}

// 从slow开始,对后链表后半部分进行反转
ListNode prev = null;
ListNode curr = slow;
ListNode next = null;

while(curr != null){
next = curr.next;
curr.next = prev;
prev = curr;
curr = next;
}

// 对前后两个部分进行比较
ListNode p1 = head;
ListNode p2 = prev;

while(p2 != null){
if(p1.val != p2.val){
return false;
}
p1 = p1.next;
p2 = p2.next;
}
return true;
}
}

LeetCode性能测试:

Runtime: 1 ms, faster than 93.05% of Java online submissions forPalindrome Linked List.

解法三

解法三比较巧妙,不容易想到。思路如下:

  • 定义左右两个指针,左指针向右移动,”右指针向左移动”,对比左右两个指针是否配置。
  • 我们这里是单链表,右指针怎么向左移动呢?这里通过递归的方式,当递归函数一层一层返回时,变相地实现了”右指针左移”的思路。

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/**
* Definition for singly-linked list.
* public class ListNode {
* int val;
* ListNode next;
* ListNode(int x) { val = x; }
* }
*/
class Solution {

private ListNode head;
private ListNode left;

public boolean isPalindrome(ListNode head1) {
head = head1;
return isPalindromeUtil(head1);
}

private boolean isPalindromeUtil(ListNode right){
left = head;

// 当指向NULL时,停止递归
if (right == null){
return true;
}

// 向右移动指针,递归调用
boolean isp = isPalindromeUtil(right.next);
if (isp == false){
return false;
}

// 比较左右指针是否匹配
boolean isp1 = (right.val == left.val);

// 移动左指针
left = left.next;

return isp1;
}
}

LeetCode性能测试:

Runtime: 3 ms, faster than 22.70% of Java online submissions forPalindrome Linked List.

相关练习

参考资料

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