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Given a singly linked list of characters, write a function thatreturns true if the given list is palindrome, else false.

题解1 – 使用辅助栈

根据栈的特性(FILO),可以首先遍历链表并入栈(最后访问栈时则反过来了),随后再次遍历链表并比较当前节点和栈顶元素,若比较结果完全相同则为回文。 又根据回文的特性,实际上还可以只遍历链表前半部分节点,再用栈中的元素和后半部分元素进行比较,分链表节点个数为奇数或者偶数考虑即可。由于链表长度未知,因此可以考虑使用快慢指针求得。

Java

/** * Definition for singly-linked list. */class ListNode {    int val;    ListNode next;    ListNode(int x) { val = x; }}public class Solution {    public static boolean isPalindrome(ListNode head) {        ListNode fast = head;        ListNode slow = head;        Stack stack = new Stack();        // push node before mid        while (fast != null && fast.next != null) {            stack.push(slow.val);            slow = slow.next;            fast = fast.next.next;        }        // skip mid node for odd size        if (fast != null) {            slow = slow.next;        }        while (slow != null) {            int top = stack.pop();            // compare top with slow.val            if (top != slow.val) {                return false;            }            slow = slow.next;        }        return true;    }    public static void main (String[] args) {        int len = 9;        ListNode head = new ListNode(0);        ListNode node = head;        for (int i = 1; i < 9; i++) {            int temp = (i >= len / 2) ? (len - i - 1) : i;            node.next = new ListNode(temp);            node = node.next;        }        System.out.println(isPalindrome(head));    }}

源码分析注意区分好链表中个数为奇数还是偶数就好了,举几个简单例子辅助分析。复杂度分析

使用了栈作为辅助空间,空间复杂度为 O(n/2), 分别遍历链表的前半部分和后半部分,时间复杂度为 O(n).

题解2 – 原地翻转

题解 1 的解法使用了辅助空间,在可以改变原来的链表的基础上,可使用原地翻转,思路为翻转前半部分,然后迭代比较。具体可分为以下四个步骤。

  1. 找中点。
  2. 翻转链表的后半部分。
  3. 逐个比较前后部分节点值。
  4. 翻转后半部分链表,链表复原。

Java

/** * Definition for singly-linked list. */class ListNode {    int val;    ListNode next;    ListNode(int x) { val = x; }}public class Solution {    public static boolean isPalindrome(ListNode head) {        ListNode fast = head;        ListNode slow = head;        // push node before mid        while (fast != null && fast.next != null) {            slow = slow.next;            fast = fast.next.next;        }        // skip mid node for odd number        if (fast != null) {            slow = slow.next;        }        ListNode rightHead = reverse(slow);        ListNode rCurr = rightHead;        ListNode lCurr = head;        while (rCurr != null) {            if (rCurr.val != lCurr.val) {                return false;            }            lCurr = lCurr.next;            rCurr = rCurr.next;        }        // recover list        rightHead = reverse(rightHead);        return true;    }    public static ListNode reverse (ListNode head) {        ListNode prev = null;        ListNode curr = head;        while (curr != null) {            ListNode temp = curr.next;            curr.next = prev;            prev = curr;            curr = temp;        }        return prev;    }    public static void main (String[] args) {        int len = 9;        ListNode head = new ListNode(0);        ListNode node = head;        for (int i = 1; i < 9; i++) {            int temp = (i >= len / 2) ? (len - i - 1) : i;            node.next = new ListNode(temp);            node = node.next;        }        System.out.println(isPalindrome(head));    }}

C++

class Solution {public:    bool isPalindrome(ListNode* head) {        if (!head || !head->next) return true;          // find middle        ListNode* slow = head, *fast = head;        while (fast && fast->next) {                           slow = slow->next;            fast = fast->next->next;        }        // skip mid node if the number of ListNode is odd        if (fast) slow = slow->next;            // reverse right part of List        ListNode* rHead = reverse(slow);          ListNode* lCurr = head, *rCurr = rHead;        while (rCurr) {            if (rCurr->val != lCurr->val) {                reverse(rHead);                return false;            }            lCurr = lCurr->next;            rCurr = rCurr->next;        }        // recover right part of List        reverse(rHead);                    return true;    }    ListNode* reverse(ListNode* head) {        ListNode* prev = NULL;        while (head) {                                       ListNode* after = head->next;               head->next = prev;            prev = head;            head = after;        }        return prev;    }}

源码分析

连续翻转两次右半部分链表即可复原原链表,将一些功能模块如翻转等尽量模块化。

复杂度分析

遍历链表若干次,时间复杂度近似为 O(n), 使用了几个临时遍历,空间复杂度为 O(1).

题解3 – 递归(LTE)

递归需要两个重要条件,递归步的建立和递归终止条件。对于回文比较,理所当然应该递归比较第 i 个节点和第 n-i 个节点,那么问题来了,如何构建这个递归步?大致可以猜想出来递归的传入参数应该包含两个节点,用以指代第 i 个节点和第 n-i 个节点。返回参数应该包含布尔值(用以提前返回不是回文的情况)和左半部分节点的下一个节点(用以和右半部分的节点进行比较)。由于需要返回两个值,在 Java 中需要使用自定义类进行封装,C/C++ 中则可以使用指针改变在递归调用后进行比较时节点的值。

Java

/** * Definition for singly-linked list. * public class ListNode { *     int val; *     ListNode next; *     ListNode(int x) { val = x; } * } */class Result {    ListNode lNode;    boolean isP;    Result(ListNode node, boolean isP) {        this.lNode = node;        this.isP = isP;    }}public class Solution {    /**     * @param head a ListNode     * @return a boolean     */    public boolean isPalindrome(ListNode head) {        Result result = new Result(head, true);        helper(head, result);        return result.isP;    }    private void helper(ListNode right, Result result) {        if (right != null) {            helper(right.next, result);            boolean equal = (result.lNode.val == right.val);            result.isP = equal && result.isP;            result.lNode = result.lNode.next;        }    }}

源码分析核心代码为返回 Result 复合数据类型部分,返回 result 后在返回最终结果之前需要执行 result.node = result.node.next, 左半部分节点往后递推,用以返回给上层回调用。复杂度分析递归调用 n 层,时间复杂度近似为 O(n), 使用了几个临时变量,空间复杂度为 O(1).