Leetcode234.回文链表

回文链表判断：双指针巧解LeetCode 234

最新推荐文章于 2023-10-22 10:30:00 发布

原创最新推荐文章于 2023-10-22 10:30:00 发布 · 151 阅读

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本文解析如何使用双指针法解决LeetCode中的回文链表问题，介绍O(n)时间复杂度和O(1)空间复杂度的实现思路，通过实例演示了如何判断链表是否回文。

Leetcode234.回文链表

题目地址

234.回文链表

题目详情

请判断一个链表是否为回文链表。

示例

输入: 1->2->2->1
输出: true

说明

用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题

思路
可以借鉴判断数组是否是回文数的思想：双指针。扩展到链表中，则为快慢指针（fast-slow），即慢指针每次前进一个，快指针每次前进两个，初始化都在head。
主要思想：当fast指针下次移动到nil处（或遍历完链表）时，根据链表长度的奇偶性，可分为以下两种情况。

长度为奇数时：fast指针到达最后一个节点时，slow指针刚好到达中间节点，slow指针再走一步即可到达后半部分（根据回文数的性质，分为前半部分和后半部分）的第一个节点。
长度为偶数时：fast移动到nil处时，slow指针到达后半部分的第一个节点。

由上面两种情况分析可知：slow节点可以到达后半部分的第一个节点。这是如果我们可以知道前半部分的最后一个节点，那么就可以通过向后遍历slow指针和向前遍历指向前半部分的pre指针，通过比对二者的值，就可以判断该链表是否是回文数。
此时，问题就简化为找到指向前半部分最后一个节点的指针pre，并且可以向前遍历。解决这个问题的思路也很容易想到，那就是创建pre指针指向一个辅助的空节点，随着slow指针的遍历，翻转链表，直到fast指针指向最后一个节点或者指向nil。
实现代码

/**
 * Definition for singly-linked list.
 * type ListNode struct {
 *     Val int
 *     Next *ListNode
 * }
 */
func isPalindrome(head *ListNode) bool {
    if head == nil || head.Next == nil {
        return true
    }
    // 创建快慢指针和辅助指针
    slow, fast, pre :=  head, head, &ListNode{}
    pre = nil
    
    // 遍历链表，直到fast指针到最后一个节点或者指向nil
    for fast != nil && fast.Next != nil {
        fast = fast.Next.Next
        //  翻转链表
        slow, slow.Next, pre = slow.Next, pre, slow
    }
    // 如果fast指针指向最后一个节点，说明链表长度是奇数，需要进一步移动slow指针
    //  到后半部分的第一个节点，否则不用
    if fast != nil {
        slow = slow.Next 
    }
    // 分别向前和向后移动pre和slow指针，比较二者的值，判断是否是回文链表
    for pre != nil {
        if pre.Val != slow.Val {
            return false
        }
        pre, slow = pre.Next, slow.Next
    }

    return true
}

复杂度分析

时间复杂度：O(n)，其中 n 为链表长度。

空间复杂度：O(1)。只需要常数的空间存放若干变量。
参考
Leetcode题解