技術標籤：Leetcode連結串列leetcode資料結構演算法

題目難度: 簡單

原題連結

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題目描述

編寫一個函式，檢查輸入的連結串列是否是迴文的。

示例 1：

• 輸入： 1->2
• 輸出： false

示例 2：

• 輸入： 1->2->2->1
• 輸出： true

題目思考

1. 你能否用 O(n) 時間複雜度和 O(1) 空間複雜度解決此題？

解決方案

思路

• 相比傳統的陣列或者字串求迴文, 連結串列不能直接取下標, 也無法像雙向連結串列那樣用雙指標往中間靠攏比較的方法, 如何做到 O(n) 時間複雜度和 O(1) 空間複雜度呢?
• 分析雙指標往中間靠攏比較的原理, 它是第一個和最後一個比較, 第二個和倒數第二個比較, 以此類推…
• 所以我們可以人為將連結串列分成左右兩半部分, 然後將右半部分進行反轉, 再用雙指標從兩部分的頭節點依次往後比較即可
• 這樣就把問題分解成了 3 個經典的小問題, 它們都可以利用雙指標來解決, 大家可以結合下面的程式碼和註釋進行理解
• 如果題目要求恢復原來連結串列結構的話, 還可以將連結串列翻轉部分提取出來, 然後比較完之後再將右半部分轉回去, 下面程式碼也實現了這一步

複雜度

• 時間複雜度 O(N): 只需要遍歷每個節點三遍(劃分/翻轉/比較)
• 空間複雜度 O(1): 只使用了幾個常數空間的變數

程式碼

class
 
 Solution:
    def isPalindrome(self, head: ListNode) -> bool:
        # 把右半部分翻轉後再雙指標依次比較, 最後將輸入連結串列結構恢復成原樣
        # 第一步: 使用快慢指標找中點
        fast = head
        slow = head
        while fast:
            fast = fast.next
            if fast:
                fast = fast.next
            slow = slow.
 
next
        # 此時slow就是右半部分的頭節點(左半部分長度可能相等或多1, 對應總長度是偶數和奇數的情況)
        # 第二步: 定義翻轉函式, 將右半部分進行翻轉
        def reverse(cur):
            # 翻轉並返回新的頭
            pre = None
            while cur:
                nex = cur.next
                cur.next = pre
                pre, cur = cur, nex
            return pre

        # 第三步: 雙指標依次比較左右兩部分對應節點, 並記錄右半部分末尾節點用於恢復原始結構
        left, right = head, reverse(slow)
        rightTail = right
        res = True
        while left and right:
            if left.val != right.val:
                res = False
                break
            left = left.next
            rightTail = right
            right = right.next
        # 得到右半部分末尾節點並翻轉恢復(注意它可能不存在, 如果當原始連結串列長度小於等於1時)
        while rightTail and rightTail.next:
            rightTail = rightTail.next
        reverse(rightTail)
        return res

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