算法通关村第一关——链表经典问题之回文链表

本文最后更新于:9 个月前

20230912

Leetcode 234. 回文链表

给你一个单链表的头节点 head ,请你判断该链表是否为回文链表。如果是,返回 true ;否则,返回 false

image-20230912140355091

提示:

  • 链表中节点数目在范围[1, 105]
  • 0 <= Node.val <= 9

进阶:你能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题?

解析:

LeetCode234,这也是一道简单,但是很经典的链表题,判断一个链表是否为回文链表。

看到这个题你有几种思路解决,我们仍然是先将常见的数据结构和算法思想想一遍,看看谁能解决问题。

方法1

将链表元素都赋值到数组中,然后可以从数组两端向中间对比。这种方法会被视为逃避链表,面试不能这么干。

方法2

将链表元素全部压栈,然后一边出栈,一边重新遍历链表,一边比较两者元素值,只要有一个不相等,那就不是。

方法3

优化方法2,先遍历第一遍,得到总长度。之后一边遍历链表,一边压栈。到达链表长度一半后就不再压栈,而是一边出栈,一边遍历,一边比较,只要有一个不相等,就不是回文链表。这样可以节省一半的空间。

方法4

优化方法3:既然要得到长度,那还是要遍历一次链表才可以,那是不是可以一边遍历一边全部压栈,然后第二遍比较的时候,只比较一半的元素呢?也就是只有一半的元素出栈,链表也只遍历一半,当然可以。

方法5

反转链表法,先创建一个链表newList,将原始链表oldList的元素值逆序保存到newList中,然后重新一边遍历两个链表,一遍比较元素的值,只要有一个位置的元素值不一样,就不是回文链表。

方法6

优化方法5,我们只反转一半的元素就行了。先遍历一遍,得到总长度。然后重新遍历,到达一半的位置后不再反转,就开始比较两个链表。

方法7

优化方法6,我们使用双指针思想里的快慢指针,fast一次走两步,slow一次走一步。当fast到达表尾的时候,slow正好到达一半的位置,那么接下来可以从头开始逆序一半的元素,或者从slow开始逆序一半的元素,都可以。

方法8

在遍历的时候使用递归来反转一半链表可以吗? 当然可以,再组合一下我们还能想出更多的方法解决问题的思路不止这些了,此时单纯增加解法数量没啥意义了。

代码:

方法1:通过双指针的方式来判断

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/**
* 方法1:通过双指针的方式来判断
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByTwoPoints(ListNode head) {
// 边界条件判断:如果链表为空或只有一个节点,直接返回true,因为空链表和只有一个节点的链表都是回文的。
if (head == null || head.next == null) {
return true;
}
// 初始化快慢指针和前置节点:slow和fast是快慢指针,用于遍历链表。pre和prepre用于记录链表的前置节点。
ListNode slow = head, fast = head;
ListNode pre = head, prepre = null;
// 快慢指针遍历链表:快指针每次走两步,慢指针每次走一步,直到快指针到达链表尾部。在此过程中,将慢指针经过的节点的前置节点记录下来,并反转链表。
while (fast != null && fast.next != null) {
pre = slow;
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
pre.next = prepre;
prepre = pre;
}
// 处理奇数个节点的情况:如果链表的长度是奇数个,快指针会停在链表的中间节点,此时需要将慢指针向后移动一位。
if (fast != null) {
slow = slow.next;
}
// 比较前置节点和后半部分节点:从链表的前置节点开始,逐个与后半部分的节点比较值,如果不相等则返回false。
while (pre != null && slow != null) {
if (pre.val != slow.val) {
return false;
}
pre = pre.next;
slow = slow.next;
}
// 返回结果:如果所有的节点都相等,那么链表就是回文的,返回true。
return true;
}

方法2:全部压栈

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/**
* 方法2:全部压栈
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByAllStack(ListNode head) {
// 初始化临时节点和栈:temp用于遍历链表,stack用于存储链表的节点值。
ListNode temp = head;
Stack<Integer> stack = new Stack();
// 将链表节点的值存入栈中:使用while循环,从链表头节点开始,遍历链表,将每个节点的值存入栈中。
while (temp != null) {
stack.push(temp.val);
temp = temp.next;
}
// 比较链表节点和栈中的值:然后再遍历链表,将链表节点的值与栈中的值逐个比较,如果不相等则返回false。
while (head != null) {
if (head.val != stack.pop()) {
return false;
}
head = head.next;
}
// 返回结果:如果所有的节点都相等,那么链表就是回文的,返回true。
return true;
}

方法3:只将一半的数据压栈

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/**
* 方法3:只将一半的数据压栈
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByHalfStack(ListNode head) {
// 边界条件判断:如果链表为空,直接返回true,因为空链表是回文的。
if (head == null)
return true;
// 初始化临时节点和栈:temp用于遍历链表,stack用于存储链表的节点值。
ListNode temp = head;
Stack<Integer> stack = new Stack();
// 计算链表的长度:使用while循环,从链表头节点开始,遍历链表,将每个节点的值存入栈中,并计算链表的长度。
int len = 0;
//把链表节点的值存放到栈中
while (temp != null) {
stack.push(temp.val);
temp = temp.next;
len++;
}
// 反转链表:将链表的长度除以2,得到链表中间节点的位置。
len >>= 1;
// 然后,将栈中的节点值逐个与链表后半部分的节点值比较,如果不相等则返回false。
while (len-- >= 0) {
if (head.val != stack.pop())
return false;
head = head.next;
}
// 返回结果:如果所有的节点都相等,那么链表就是回文的,返回true。
return true;
}

方法4:通过递归来实现

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/**
* 方法4:通过递归来实现
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByRe(ListNode head) {
// 初始化临时节点:temp用于遍历链表。
temp = head;
// 检查回文:调用check方法,检查链表是否是回文的。
return check(head);
}

/**
* 递归判断
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
private static boolean check(ListNode head) {
// 边界条件判断:如果链表为空,直接返回true,因为空链表是回文的。
if (head == null)
return true;
// 递归判断:使用递归,判断链表的后半部分是否是回文的,并且头节点的值与后半部分的最后一个节点的值是否相等。
boolean res = check(head.next) && (temp.val == head.val);
// 移动临时节点:将临时节点向后移动一位。
temp = temp.next;
// 返回结果:根据判断结果返回相应的布尔值。
return res;
}

CSDN 发布文章

文章链接:https://blog.csdn.net/weixin_45876773/article/details/132832211

Leetcode 234. 回文链表

给你一个单链表的头节点 head ,请你判断该链表是否为回文链表。如果是,返回 true ;否则,返回 false

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提示:

  • 链表中节点数目在范围[1, 105]
  • 0 <= Node.val <= 9

进阶:你能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题?

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方法1:通过双指针的方式来判断

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/**
* 方法1:通过双指针的方式来判断
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByTwoPoints(ListNode head) {
// 边界条件判断:如果链表为空或只有一个节点,直接返回true,因为空链表和只有一个节点的链表都是回文的。
if (head == null || head.next == null) {
return true;
}
// 初始化快慢指针和前置节点:slow和fast是快慢指针,用于遍历链表。pre和prepre用于记录链表的前置节点。
ListNode slow = head, fast = head;
ListNode pre = head, prepre = null;
// 快慢指针遍历链表:快指针每次走两步,慢指针每次走一步,直到快指针到达链表尾部。在此过程中,将慢指针经过的节点的前置节点记录下来,并反转链表。
while (fast != null && fast.next != null) {
pre = slow;
slow = slow.next;
fast = fast.next.next;
pre.next = prepre;
prepre = pre;
}
// 处理奇数个节点的情况:如果链表的长度是奇数个,快指针会停在链表的中间节点,此时需要将慢指针向后移动一位。
if (fast != null) {
slow = slow.next;
}
// 比较前置节点和后半部分节点:从链表的前置节点开始,逐个与后半部分的节点比较值,如果不相等则返回false。
while (pre != null && slow != null) {
if (pre.val != slow.val) {
return false;
}
pre = pre.next;
slow = slow.next;
}
// 返回结果:如果所有的节点都相等,那么链表就是回文的,返回true。
return true;
}

方法2:全部压栈

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/**
* 方法2:全部压栈
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByAllStack(ListNode head) {
// 初始化临时节点和栈:temp用于遍历链表,stack用于存储链表的节点值。
ListNode temp = head;
Stack<Integer> stack = new Stack();
// 将链表节点的值存入栈中:使用while循环,从链表头节点开始,遍历链表,将每个节点的值存入栈中。
while (temp != null) {
stack.push(temp.val);
temp = temp.next;
}
// 比较链表节点和栈中的值:然后再遍历链表,将链表节点的值与栈中的值逐个比较,如果不相等则返回false。
while (head != null) {
if (head.val != stack.pop()) {
return false;
}
head = head.next;
}
// 返回结果:如果所有的节点都相等,那么链表就是回文的,返回true。
return true;
}

方法3:只将一半的数据压栈

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/**
* 方法3:只将一半的数据压栈
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByHalfStack(ListNode head) {
// 边界条件判断:如果链表为空,直接返回true,因为空链表是回文的。
if (head == null)
return true;
// 初始化临时节点和栈:temp用于遍历链表,stack用于存储链表的节点值。
ListNode temp = head;
Stack<Integer> stack = new Stack();
// 计算链表的长度:使用while循环,从链表头节点开始,遍历链表,将每个节点的值存入栈中,并计算链表的长度。
int len = 0;
//把链表节点的值存放到栈中
while (temp != null) {
stack.push(temp.val);
temp = temp.next;
len++;
}
// 反转链表:将链表的长度除以2,得到链表中间节点的位置。
len >>= 1;
// 然后,将栈中的节点值逐个与链表后半部分的节点值比较,如果不相等则返回false。
while (len-- >= 0) {
if (head.val != stack.pop())
return false;
head = head.next;
}
// 返回结果:如果所有的节点都相等,那么链表就是回文的,返回true。
return true;
}

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* 方法4:通过递归来实现
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
public static boolean isPalindromeByRe(ListNode head) {
// 初始化临时节点:temp用于遍历链表。
temp = head;
// 检查回文:调用check方法,检查链表是否是回文的。
return check(head);
}

/**
* 递归判断
*
* @param head ListNode
* @return boolean
*/
private static boolean check(ListNode head) {
// 边界条件判断:如果链表为空,直接返回true,因为空链表是回文的。
if (head == null)
return true;
// 递归判断:使用递归,判断链表的后半部分是否是回文的,并且头节点的值与后半部分的最后一个节点的值是否相等。
boolean res = check(head.next) && (temp.val == head.val);
// 移动临时节点:将临时节点向后移动一位。
temp = temp.next;
// 返回结果:根据判断结果返回相应的布尔值。
return res;
}

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算法通关村第一关——链表经典问题之回文链表
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作者
crush
发布于
2023年9月12日
更新于
2023年9月12日
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