数据结构与算法分析笔记与总结(java实现)--链表15:链表回文判断问题

问题:请编写一个函数,检查链表是否为回文。给定一个链表ListNode* pHead,请返回一个bool,代表链表是否为回文。测试样例:{1,2,3,2,1}返回:true{1,2,3,2,3}返回:false

思路:判断回文是字符串中也经常会出现的一个问题,逻辑并不复杂:对于字符串,如果是数字判断回文,可以循环使用取模运算和取余运算来判断是否相同;对于字符,怎么判断?

链表中的值通常都是数字,因此对于这样的链表判断回文类似于对数字判断是否是回文。

方法一:时间复杂度O(N),空间复杂度O(N)—利用栈装载N个结点

先遍历一遍链表12321,将结点分别装入栈中,然后再次遍历链表12321同时从栈中弹出结点12321,由于栈起到反向的作用,因此如果两者相同说明是回文结构,这里无论结点是奇数还是偶数都没有关系。只是栈中装入N个结点需要额外占用空间复杂度O(N)。

方法二:时间复杂度O(N),空间复杂度O(N/2)—利用栈装载N/2个结点

也是使用栈,使用两个指针pfast,pslow对链表1234567进行遍历,在遍历同时将pslow遍历的结点放入到栈中321,当pfast遍历结束时,pslow刚好到达中间,于是链表的前面一半已经放入到栈中,刚好是前面一半的逆序321,之后慢指针pslow继续遍历,同时从栈中弹出结点进行比较,相当于将链表的前面一半折过来与后面的一半链表进行比较。

就是对于链表是基数还是偶数的操作有一些区别:

如果是基数,即pfast.next==null时第一遍遍历结束,此时pslow在正中间4结点,此时不要将这个结点放入到栈中,之后分别弹栈和遍历pslow进行比较。


方法三:时间复杂度O(N),空间复杂度O(1),对后面半条逆序,之后两个指针分别从头尾遍历

先找到中间结点,即通过pslow和pfast进行遍历,当pfast.next==null(奇)或者pfast.next.next==null(偶)即说明pfast到达尾部,此时pslow到达中部,将此时的中间结点单独记录pmiddle,同时记录开始的头结点pHead,然后使用指针pmiddle开始对后面的链表进行逆序(逆序保留三个结点即可)

然后从头结点p1和尾部结点开始进行遍历,逐个比较值,直到p1==pmiddle为止。

这里关键是对奇数和偶数情况下的不同处理会带来麻烦。


代码:

publicclass Palindrome {

    //判断一个链表是否是回文结构

    public boolean isPalindrome(ListNode pHead){

        //特殊情况判断,当pHead为null,1个结点,2个结点

        if(pHead==null) return false;

        if(pHead.next==null) return true;

        if(pHead.next.next==null){

            return (pHead.val==pHead.next.val ?true:false);

        }

       

        //①先找到链表的中间结点pmiddle

        ListNode pslow=pHead;

        ListNode pfast=pHead;

        //常识:&&只要第一个条件不满足,后面条件就不再判断,这里恰好当pfast.next==null时就不会比较pfast.next.next从而避免了空指针

       while(pfast.next!=null&&pfast.next.next!=null){

            pfast=pfast.next.next;

            pslow=pslow.next;

        }

        //此时pslow所在的位置就是中间结点

        ListNode pmiddle=pslow;

       

       

        //②对pmiddle之后的链表进行逆序

        ListNode ppre=pmiddle;

        ListNode pcur=ppre.next;

        ListNode pnext=null;

        while(pcur!=null){

            pnext=pcur.next;

            pcur.next=ppre;

            ppre=pcur;

            pcur=pnext;

        }

        //此时完成遍历且ppre就是尾结点

        ListNode ptail=ppre;

        ListNode phead=pHead;

       

        //③从头尾同时开始进行遍历比较,由规律可知在奇偶状态下,phead先或者同时到达pmiddle

        while(phead!=pmiddle){

            if(phead.val!=ptail.val) returnfalse;

            phead=phead.next;

            ptail=ptail.next;

        }

        return true;

    }

}

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