Leetcode刷题之链表小结-2 | 203移除链表元素 | 234回文链表

本文总结了LeetCode中的链表问题,包括回文链表的定义、递归方法的应用以及如何从最后一个元素判断链表是否为回文。作者还探讨了递归的执行过程和优化思路。

Leetcode刷题之链表小结-2 | 203移除链表元素 | 234回文链表

小结

1. 什么是回文序列

即从后向前, 与从前向后,读起来相同的序列。例如234回文链表(简单)这题的测试用例一,[1,2,2,1]。

2. 递归法及其适用场景

234回文链表(简单)的官方递归解法,让我对递归法的含义与执行顺序有了更深的理解。

  • 要判断是否为回文链表,关键在于正序的每个位置元素,与逆序的对应位置上元素是否相同。
    假想我们有两个指针,一个从前向后,另一个从后向前,在每次迭代中比较它们的值,如果出现了值不同的情况,就返回false,否则一直到比较结束,返回true即可。
  • 递归法的执行过程,可以从最后一个元素开始,反向地去思考。也就是说,它相当于为我们提供了一个逆序的指针。
  • 我们结合官方的递归解法,代入测试用例一,[1,2,2,1], 从最后一个元素1来看,分别执行了什么。
    (1)首先,类的内部有成员frontPointer, 它执行正向遍历, 一开始指向第一个元素1;
    然后来看递归的执行,从最后一个元素1开始执行递归,由于它自身不是nullptr, 所以满足if (currentNode != nullptr) 的条件, 进入这段代码内部;
    (2)它的next指针为nullptr, 所以在执行 if (!recursivelyCheck(currentNode->next))时, 不能满足条件, 跳过此句, 开始判断 if (currentNode->val != frontPointer->val);
    (3)由于它的值与frontPointer当前的值相同, 因此正序指针frontPointer向后移,然后这个元素的递归结束,返回了true,开始逆序地递归倒数第二个元素2……
class Solution {
    ListNode* frontPointer;
public:
    bool recursivelyCheck(ListNode* currentNode) {
        if (currentNode != nullptr) {
            if (!recursivelyCheck(currentNode->next)) {
                return false;
            }
            if (currentNode->val != frontPointer->val) {
                return false;
            }
            frontPointer = frontPointer->next;
        }
        return true;
    }

    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        frontPointer = head;
        return recursivelyCheck(head);
    }
};

此处也引发了个人的一个思考, 看到这种需要从最后一个元素开始做操作的,是否应该立刻联想到递归的方法呢
另外,当正向和逆向节点相遇时,是否有办法提前终止呢?

3


LeetCode 234回文链表有多种解法,以下为你介绍几种常见的解法: ### 解法一:将链表复制到数组里再从两头比对 将链表元素复制到数组中,然后使用双指针从数组的两端向中间遍历,比较对应元素是否相等。如果在遍历过程中发现不相等的元素,则链表不是回文链表;如果遍历完整个数组都没有发现不相等的元素,则链表回文链表。 ```cpp #include <vector> class Solution { public: bool isPalindrome(ListNode* head) { std::vector<int> listvec; // 把链表元素都插入数组 while (head != nullptr) { listvec.push_back(head->val); head = head->next; } // 一个迭代器从头,一个迭代器从尾 auto it_head = listvec.begin(); auto it_back = listvec.end() - 1; // 若迭代器相遇了则说明都检查完了,可以返回true while (it_back - it_head > 0) { // 检查到值不相等就返回false if ((*it_head++) != (*it_back--)) return false; } return true; } }; ``` ### 解法二:递归法 递归地遍历链表,同时使用一个指针从链表头开始比较。递归过程中,先递归到链表的末尾,然后在回溯的过程中与链表头指针指向的元素进行比较。 ```cpp class Solution { ListNode* frontPointer; public: bool recursivelyCheck(ListNode* currentNode) { if (currentNode != nullptr) { if (!recursivelyCheck(currentNode->next)) { return false; } if (currentNode->val != frontPointer->val) { return false; } frontPointer = frontPointer->next; } return true; } bool isPalindrome(ListNode* head) { frontPointer = head; return recursivelyCheck(head); } }; ``` ### 解法三:快慢指针 + 反转链表 使用快慢指针找到链表的中点,然后将链表的后半部分反转,最后比较前半部分和反转后的后半部分是否相等。 ```cpp class Solution { public: bool isPalindrome(ListNode* head) { if (head == nullptr) return true; // 找到前半部分链表的尾节点并反转后半部分链表 ListNode* firstHalfEnd = endOfFirstHalf(head); ListNode* secondHalfStart = reverseList(firstHalfEnd->next); // 判断是否回文 ListNode* p1 = head; ListNode* p2 = secondHalfStart; bool result = true; while (result && p2 != nullptr) { if (p1->val != p2->val) result = false; p1 = p1->next; p2 = p2->next; } // 还原链表并返回结果 firstHalfEnd->next = reverseList(secondHalfStart); return result; } private: ListNode* reverseList(ListNode* head) { ListNode* prev = nullptr; ListNode* curr = head; while (curr != nullptr) { ListNode* nextTemp = curr->next; curr->next = prev; prev = curr; curr = nextTemp; } return prev; } ListNode* endOfFirstHalf(ListNode* head) { ListNode* fast = head; ListNode* slow = head; while (fast->next != nullptr && fast->next->next != nullptr) { fast = fast->next->next; slow = slow->next; } return slow; } }; ```
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