【Java实现】链表的回文结构

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问题描述

输入输出案例：

解题分析

第一步实现：

第二步实现：

第三步实现：

 代码实现

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题目入口:链表的回文结构

问题描述

对于一个链表，请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法，判断其是否为回文结构。

给定一个链表的头指针A，请返回一个bool值，代表其是否为回文结构。保证链表长度小于等于900。

输入输出案例：

 

解题分析

        本题让我们判断回文就是指，所给的链表是否关于中心对称。

 如何确定一个链表回文呢？拿奇数个结点来说，我们可不可以找到尾结点，然后让中心结点之后全部翻转。获取头结点和尾结点，边向中间移动边比较。

 以上操作需要分三步来分别实现

1. 运用快慢指针的细想来获取中间结点和尾结点。
2. 翻转中间结点之后的结点，以尾结点为头。
3. 分别设置两个指针指向头、尾结点，然后进行比较。

第一步实现：

         获取中间结点，我们可以运用快慢指针的思想。分别设置两个指针分别为fast和slow，slow走一步fast边走两步。

        在奇数个节点中，当fast 走到为结点，slow就走到了中间结点了。

        偶数个结点比较特殊，我们稍后考虑。

此指针并非C语言中的“指针”，在Java中是一个引用，指向结点。

关于快慢指针的题大家还可以参考这几篇博客：链表的中间结点

        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }

第二步实现：

        我们还以奇数个结点为例，如下图后半个链表，如果我们要逆转链表，那我们还需要在创建两个指针，一个用于改变，一个用于前进。当 cur 为空时结束，因为cur比slow快一步，所以当 cur = null时， slow 也就指向尾结点。

如下，cur 指向的结点next的值改为‘0x333’，如果没有 curNext 的话，cur 就无法前进。

关于逆转详细讲解可以参考这篇：反转链表

 

        ListNode cur = slow.next;
        while(cur != null){
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curNext;
        }

 第三步实现：

        经第二步后，slow 已经指向尾结点，所以便可以与头结点进行比较，相同同时向前进一步。

结束的条件是 head == slow

        以上是奇数个结点，而偶数个结点，结束的条件是 head.next == slow。如下图

 因为偶数没有对称结点值，只有对称轴。当经第一步操作时，slow 只能实现对称轴右一个结点。所以中心轴左右的结点的循序是不可改变的。

        而 第三步 slow 和 head 是同时走的，他俩不可能走到同一个结点上，所以便设结束条件为 head.next == slow

        while(slow != head && head.next != slow){
            if(slow.val == head.val){
                slow = slow.next;
                head = head.next;
            }else{
                return false;
            }
        }

 代码实现

public class PalindromeList {
    public boolean chkPalindrome(ListNode head) {
        // write code here
        ListNode fast = head;
        ListNode slow = head;
        while(fast != null && fast.next != null){
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        ListNode cur = slow.next;
        while(cur != null){
            ListNode curNext = cur.next;
            cur.next = slow;
            slow = cur;
            cur = curNext;
        }
        
        while(slow != head && head.next != slow){
            if(slow.val == head.val){
                slow = slow.next;
                head = head.next;
            }else{
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}