[LeetCode] 234. Palindrome Linked List 迴文鏈表

時間 2019-11-26

標籤 leetcode palindrome linked list 迴文鏈表简体版

原文原文鏈接

Given a singly linked list, determine if it is a palindrome.html

Example 1:node

Input: 1->2
Output: false

Example 2:git

Input: 1->2->2->1
Output: true

Follow up:
Could you do it in O(n) time and O(1) space?github

這道題讓咱們判斷一個鏈表是否爲迴文鏈表，LeetCode 中關於迴文串的題共有六道，除了這道，其餘的五道爲 Palindrome Number，Validate Palindrome，Palindrome Partitioning，Palindrome Partitioning II 和 Longest Palindromic Substring。鏈表比字符串難的地方就在於不能經過座標來直接訪問，而只能從頭開始遍歷到某個位置。那麼根據迴文串的特色，咱們須要比較對應位置的值是否相等，一個很是直接的思路就是先按順序把全部的結點值都存入到一個棧 stack 裏，而後利用棧的後入先出的特性，就能夠按順序從末尾取出結點值了，此時再從頭遍歷一遍鏈表，就能夠比較迴文的對應位置了，若不一樣直接返回 false 便可，參見代碼以下：函數

解法一：post

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        ListNode *cur = head;
        stack<int> st;
        while (cur) {
            st.push(cur->val);
            cur = cur->next;
        }
        while (head) {
            int t = st.top(); st.pop();
            if (head->val != t) return false;
            head = head->next;
        }
        return true;
    }
};

咱們也能夠用迭代的形式來實現，此時須要使用一個全局變量結點 cur，先初始化爲頭結點，能夠有兩種寫法，一種寫在函數外面的全局變量，或者是在遞歸函數的參數中加上引用，也表示使用的是全局變量。而後對頭結點調用遞歸函數，在遞歸函數中，首先判空，若爲空則直接返回 true，不然就對下一個結點調用遞歸函數，若遞歸函數返回 true 且同時再當前結點值跟 cur 的結點值相同的話，就代表是迴文串，不然就不是，注意每次 cur 須要指向下一個結點，參見代碼以下：url

解法二：spa

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        ListNode *cur = head;
        return helper(head, cur);
    }
    bool helper(ListNode* node, ListNode*& cur) {
        if (!node) return true;
        bool res = helper(node->next, cur) && (cur->val == node->val);
        cur = cur->next;
        return res;
    }
};

其實上面的兩種解法重複比較一些結點，由於只要前半個鏈表和後半個鏈表對應值相等，就是一個迴文鏈表，而並不須要再比較一遍後半個鏈表，因此咱們能夠找到鏈表的中點，這個能夠用快慢指針來實現，使用方法能夠參見以前的兩篇 Convert Sorted List to Binary Search Tree 和 Reorder List，使用快慢指針找中點的原理是 fast 和 slow 兩個指針，每次快指針走兩步，慢指針走一步，等快指針走完時，慢指針的位置就是中點。咱們還須要用棧，每次慢指針走一步，都把值存入棧中，等到達中點時，鏈表的前半段都存入棧中了，因爲棧的後進先出的性質，就能夠和後半段鏈表按照迴文對應的順序比較了，參見代碼以下：指針

解法三：code

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        if (!head || !head->next) return true;
        ListNode *slow = head, *fast = head;
        stack<int> st{{head->val}};
        while (fast->next && fast->next->next) {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
            st.push(slow->val);
        }
        if (!fast->next) st.pop();
        while (slow->next) {
            slow = slow->next;
            int tmp = st.top(); st.pop();
            if (tmp != slow->val) return false;
        }
        return true;
    }
};

這道題的 Follow up 讓咱們用 O(1) 的空間，那就是說咱們不能使用 stack 了，那麼如何代替 stack 的做用呢，用 stack 的目的是爲了利用其後進先出的特色，好倒着取出前半段的元素。那麼如今不用 stack 了，如何倒着取元素呢。咱們能夠在找到中點後，將後半段的鏈表翻轉一下，這樣咱們就能夠按照迴文的順序比較了，參見代碼以下：

解法四：

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(ListNode* head) {
        if (!head || !head->next) return true;
        ListNode *slow = head, *fast = head;
        while (fast->next && fast->next->next) {
            slow = slow->next;
            fast = fast->next->next;
        }
        ListNode *last = slow->next, *pre = head;
        while (last->next) {
            ListNode *tmp = last->next;
            last->next = tmp->next;
            tmp->next = slow->next;
            slow->next = tmp;
        }
        while (slow->next) {
            slow = slow->next;
            if (pre->val != slow->val) return false;
            pre = pre->next;
        }
        return true;
    }
};