如何判断回文链表

如何判断回文链表

思路

  • 寻找回文串的核心是中心向两端扩展
string palindrome(string& s, int l, int r) {
    // 防止索引越界
    while (l >= 0 && r < s.size()
            && s[l] == s[r]) {
        // 向两边展开
        l--; r++;
    }
    // 返回以 s[l] 和 s[r] 为中心的最长回文串
    return s.substr(l + 1, r - l - 1);
}
  • 判断是否是回文串则简单很多
bool isPalindrome(string s) {
    int left = 0, right = s.length - 1;
    while (left < right) {
        if (s[left] != s[right])
            return false;
        left++; right--;
    }
    return true;
}

234.回文链表(简单)

思路

  • 单链表无法倒着遍历,无法使用双指针技巧。那么最简单的办法就是,把原始链表反转存入一条新的链表,然后比较这两条链表是否相同。

  • 在「学习数据结构的框架思维」中说过,链表兼具递归结构,树结构不过是链表的衍生。那么,链表其实也可以有前序遍历和后序遍历

/* 倒序打印单链表中的元素值 */
void traverse(ListNode head) {
    if (head == null) return;
    traverse(head.next);
    // 后序遍历代码
    print(head.val);
}

代码

  • 因此可以稍作修改,模仿双指针实现回文判断的功能:
// 左侧指针
ListNode left;

boolean isPalindrome(ListNode head) {
    left = head;
    return traverse(head);
}

boolean traverse(ListNode right) {
    if (right == null) return true;
    boolean res = traverse(right.next);
    // 后序遍历代码
    res = res && (right.val == left.val);
    left = left.next;
    return res;
}

优化

1、先通过「双指针技巧」中的快慢指针来找到链表的中点

ListNode slow, fast;
slow = fast = head;
while (fast != null && fast.next != null) {
    slow = slow.next;
    fast = fast.next.next;
}
// slow 指针现在指向链表中点

如何判断回文链表_第1张图片

2、如果fast指针没有指向null,说明链表长度为奇数,slow还要再前进一步

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

如何判断回文链表_第2张图片

3、从slow开始反转后面的链表,现在就可以开始比较回文串了

ListNode left = head;
ListNode right = reverse(slow);

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

如何判断回文链表_第3张图片

至此,把上面 3 段代码合在一起就高效地解决这个问题了,其中reverse函数很容易实现:

ListNode reverse(ListNode head) {
    ListNode pre = null, cur = head;
    while (cur != null) {
        ListNode next = cur.next;
        cur.next = pre;
        pre = cur;
        cur = next;
    }
    return pre;
}

如何判断回文链表_第4张图片

算法总体的时间复杂度 O(N),空间复杂度 O(1),已经是最优的了。

我知道肯定有读者会问:这种解法虽然高效,但破坏了输入链表的原始结构,能不能避免这个瑕疵呢?

其实这个问题很好解决,关键在于得到p, q这两个指针位置:

如何判断回文链表_第5张图片

这样,只要在函数 return 之前加一段代码即可恢复原先链表顺序:

p.next = reverse(q);

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