Leetcode:回文链表

1、题目描述

给定一个链表的 头节点 head**,**请判断其是否为回文链表。

如果一个链表是回文,那么链表节点序列从前往后看和从后往前看是相同的。

示例 1:

输入: head = [1,2,3,3,2,1]
输出: true

示例 2:

输入: head = [1,2]
输出: false

提示:

  • 链表 L 的长度范围为 [1, 105]

  • 0 <= node.val <= 9

**进阶:**能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题?

2、方法1:使用数组存储链表的值

解题思路

  1. 计算链表长度 :首先遍历链表,计算链表的长度 len

  2. 存储链表值 :创建一个长度为 len 的数组 nums,然后再次遍历链表,将每个节点的值存入数组中。

  3. 双指针检查回文 :使用双指针法,一个指针 i 从数组头部开始,另一个指针 j 从数组尾部开始,依次比较 nums[i]nums[j] 的值。如果不相等,则链表不是回文链表;如果所有对应值都相等,则是回文链表。

时间复杂度 :O(n),其中 n 是链表的长度。需要遍历链表两次(计算长度和存储值),以及遍历数组一次。
空间复杂度:O(n),因为需要使用额外的数组来存储链表的值。

java 复制代码
//使用数组来存储链表的值,再通过双指针来判断是否为回文链表
    public static boolean isPalindrome1(ListNode head){
        if (head == null || head.next == null) return false;
        int len =0;
        ListNode curr = head;
        while (curr != null){
            curr = curr.next;
            len++;
        }
        System.out.println(len);
        int[] nums = new int[len];
        int t = 0;
        while (head != null){
            nums[t++] = head.val;
            head = head.next;
        }
        for (int i = 0,j=len-1; i < len; i++) {
            if (nums[i] != nums[j]){
                return false;
            }
            j--;
        }
        return true;
    }

3、方法2:快慢指针和反转链表

解题思路

  1. 找到链表中点:使用快慢指针法,快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步。当快指针到达链表末尾时,慢指针指向链表的中间节点。

    • 如果链表长度为奇数,慢指针指向正中间的节点,此时需要将慢指针移动到中间节点的下一个节点(即后半部分的起点)。

    • 如果链表长度为偶数,慢指针指向前半部分的末尾,直接作为后半部分的起点。

  2. 反转后半部分链表:从慢指针指向的节点开始,反转后半部分的链表。

  3. 比较前后两部分:将前半部分和反转后的后半部分逐个节点比较值。如果所有对应节点的值都相等,则是回文链表;否则不是。

时间复杂度 :O(n),其中 n 是链表的长度。快慢指针遍历链表一次,反转后半部分链表一次,比较前后两部分一次。
空间复杂度:O(1),只使用了常数级别的额外空间(快慢指针和反转链表时的临时变量)。

java 复制代码
//使用快慢指针和反转链表来实现空间复杂度为O(1)
    private static boolean isPalindrome2(ListNode head) {
        ListNode fast=head,slow=head;
        while (fast!= null && fast.next != null){ //如果链表是奇数,则快指针最后指向不为空,下一个结点才为空,fast.next!= null,如果是偶数链表,则快指针指向为空fast==null
            fast = fast.next.next;
            slow = slow.next;
        }
        //如果链表是奇数个结点,把正中的归到左边
        if (fast != null){
            slow = slow.next;
        }
        slow = reserve(slow);
        fast = head;
        while (slow!=null){
            if (fast.val != slow.val){
                return false;
            }
            fast = fast.next;
            slow = slow.next;
        }
        return true;
    }
    //反转链表
    private static ListNode reserve(ListNode head) {
        ListNode prev =null;
        while (head != null){
            ListNode next = head.next;
            head.next = prev;
            prev = head;
            head = next;
        }
        return prev;
    }
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