Check if a singly linked list is palindrome · 数据结构与算法/leetcode/lintcode题解

# Check if a singly linked list is palindrome - tags: [palindrome, linked_list] ### Source - [Function to check if a singly linked list is palindrome - GeeksforGeeks](http://www.geeksforgeeks.org/function-to-check-if-a-singly-linked-list-is-palindrome/) ~~~ Given a singly linked list of characters, write a function that returns 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<Integer> stack = new Stack<Integer>(); // 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(12n)O(\frac{1}{2}n)O(21n), 分别遍历链表的前半部分和后半部分，时间复杂度为 O(n)O(n)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。 1. 翻转链表的后半部分。 1. 逐个比较前后部分节点值。 1. 链表复原，翻转后半部分链表。 ### 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)); } } ~~~ ### 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)O(n)O(n), 使用了几个临时遍历，空间复杂度为 O(1)O(1)O(1). ### 题解3 - 递归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. */ class ListNode { int val; ListNode next; ListNode(int x) { val = x; } } public class Solution { private class Result { ListNode node; boolean isp; Result(ListNode aNode, boolean ret) { isp = ret; node = aNode; } } public Result helper(ListNode left, ListNode right) { Result result = new Result(left, true); if (right == null) return result; result = helper(left, right.next); boolean isp = (right.val == result.node.val); if (!isp) { result.isp = false; } result.node = result.node.next; return result; } public boolean isPalindrome(ListNode head) { Result ret = helper(head, head); return ret.isp; } 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; } Solution ret = new Solution(); System.out.println(ret.isPalindrome(head)); } } ~~~ ### 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)O(n)O(n), 使用了几个临时变量，空间复杂度为 O(1)O(1)O(1). ### Reference - [Function to check if a singly linked list is palindrome - GeeksforGeeks](http://www.geeksforgeeks.org/function-to-check-if-a-singly-linked-list-is-palindrome/) - [回文判断 | The-Art-Of-Programming-By-July/01.04.md](https://github.com/julycoding/The-Art-Of-Programming-By-July/blob/master/ebook/zh/01.04.md) - [ctci/QuestionB.java at master · gaylemcd/ctci](https://github.com/gaylemcd/ctci/blob/master/java/Chapter%202/Question2_7/QuestionB.java)