02.06、回文链表

02.06、[简单] 回文链表

1、题目描述

编写一个函数，检查输入的链表是否是回文的。

2、解题思路：

1. 快慢指针找中点：
   • 利用快慢指针的技巧来找到链表的中间节点。慢指针 slow 每次移动一步，而快指针 fast 每次移动两步。这样，当快指针到达链表末尾时，慢指针恰好位于链表中间。
2. 反转后半部分链表：
   • 在找到中间节点后，将链表的后半部分反转。我们从 slow->next 开始反转链表，最终 newhead 将指向反转后的后半部分链表的头节点。
3. 对比前半部分和后半部分：
   • 反转链表的后半部分后，将它与前半部分进行比较。如果所有节点值相等，则说明链表是回文的。
4. 返回结果：
   • 如果比较过程中发现不一致，则返回 false。如果全部节点相等，则返回 true。

3、代码实现与详细注释

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        // 如果链表为空或只有一个节点，直接返回 true
        if (head == nullptr || head->next == nullptr) {
            return true;
        }

        // 使用快慢指针找到链表的中间节点
        ListNode* fast = head;
        ListNode* slow = head;
        while (fast->next && fast->next->next) {
            slow = slow->next;  // 慢指针每次移动一步
            fast = fast->next->next;  // 快指针每次移动两步
        }

        // 将链表的后半部分反转
        ListNode* newhead = slow->next;  // newhead 指向后半部分的开始节点
        ListNode* prev = nullptr;  // 用于反转链表
        while (newhead->next) {
            ListNode* next = newhead->next;  // 保存下一个节点
            newhead->next = prev;  // 当前节点的 next 指向前一个节点
            prev = newhead;  // prev 指向当前节点，逐步推进
            newhead = next;  // newhead 移动到下一个节点
        }
        newhead->next = prev;  // 最后一个节点反转后，形成新的链表

        // 对比前半部分和反转后的后半部分是否相同
        slow = head;  // slow 回到链表头部
        while (newhead) {  // 遍历反转后的链表
            if (newhead->val != slow->val) {  // 如果值不相等，返回 false
                return false;
            }
            slow = slow->next;  // 两个指针同时移动
            newhead = newhead->next;
        }

        // 如果链表前后部分相同，则返回 true
        return true;
    }
};

4、时间复杂度和空间复杂度：

• 时间复杂度： O(n)，其中 n 是链表的长度。我们遍历链表两次，一次是找到中点，另一次是进行比较。
• 空间复杂度： O(1)，因为只使用了常数额外空间。

这个方法通过快慢指针和链表反转的技巧，避免了额外的空间开销，是一个比较高效的解决方案。