判断一个链表是否是回文链表 - Java

所谓回文链表，指的是它的val从前往后读和从后往前读是一样的，例如1->2->3->2->1和1->2->2->1就是回文链表，而1->2->3->3->1就不是回文链表，那么如何判断一个链表是否是回文链表呢？如果我们知道如何判断一个字符串是否是回文，那么借助辅助空间使用同样的思想判断即可。

例如，使用一个ArrayList来存放遍历链表得到的val，然后使用左右指针向中间逼近判断。如果在满足left <= right的前提下，出现left和right对应索引处的值不得，那么必定不是回文链表，返回false。如果判断到最后仍然满足情况，那么返回true。

/**
 * 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 || head.next == null){
            return true;
        }

        List<ListNode> list = new ArrayList<>();
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            list.add(cur);
            cur =cur.next;
        }

        int left = 0;
        int right = list.size() - 1;
        while(left < right){
            if(list.get(left++).val != list.get(right--).val){
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

或者使用栈Stack来存放遍历链表得到的val，当遍历结束后，再次重头遍历并和栈顶元素进行比较。如果某时链表节点元素和栈顶元素不同，那么返回false；如果栈最后为空也没返回false，说明该链表为回文链表，返回true。

class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return true;
        }

        Stack<ListNode> stack = new Stack<>();
        ListNode cur = head;
        while(cur != null){
            stack.push(cur);
            cur =cur.next;
        }

        cur = head;
        while(cur != null){
            if(cur.val != stack.pop().val){
                return false;
            }
            cur = cur.next;
        }

        return true;
    }
}

为了进一步节省空间，可以先使用快慢指针找到链表中点，然后只将后半部分链表节点入栈。如果栈不为空，则比较栈顶元素和链表中节点的val进行判断。

class Solution {
    public boolean isPalindrome(ListNode head) {
        if(head == null || head.next == null){
            return true;
        }

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

        Stack<ListNode> stack = new Stack<>();
        ListNode cur = slow;
        while(cur != null){
            stack.push(cur);
            cur =cur.next;
        }

        cur = head;
        while(!stack.isEmpty()){
            if(cur.val != stack.pop().val){
                return false;
            }
            cur = cur.next;
        }

        return true;
    }
}

上面的方法都使用了额外的辅助空间，如果只能原地判断，不能使用额外的空间，就需要对链表进行改造。首先，通过快慢指针找到链表中点，然后将中点后半部分的节点逆序。过程示意图如下：

最后，分别从两头遍历链表进行判断val是否相同，进而确定源链表是否是回文链表。

/**
 * 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 || head.next == null) {
            return true;
        }
        // 快慢指针找中点
        ListNode slow = head;
        ListNode fast = head;
        while (fast.next != null && fast.next.next != null) { 
            slow = slow.next; 
            fast = fast.next.next; 
        }
        // slow指向链表中点（奇数）或是上中点（偶数）

        fast = slow.next; // 复用fast，指向后半部分第一个节点
        slow.next = null; // 将前半部分最后一个节点的next置为null
        ListNode node = null;
        while (fast != null) { 
            node = fast.next; 
            fast.next = slow; 
            slow = fast; 
            fast = node;
        }


        node = slow;  // slow指向源链表的最后一个节点
        fast = head;  // fast指向链表的头节点
        boolean res = true;
        while (slow != null && fast != null) { 
            if (slow.val != fast.val) {
                res = false;
                break;
            }
            slow = slow.next; 
            fast = fast.next; 
        }

        // （可选）恢复源链表
        // slow = node.next;
        // node.next = null;
        // while (slow != null) {
        //     fast = slow.next;
        //     slow.next = node;
        //     node = slow;
        //     slow = fast;
        // }
        return res;
    }
}