【数据结构与算法 经典例题】链表的回文结构(图文详解)

简介: 【数据结构与算法 经典例题】链表的回文结构(图文详解)

一、问题描述

二、解题思路

回文结构(Palindromic structure)是指一个序列或字符串从前往后读和从后往前读是相同的。

计算机科学中,回文结构可以出现在各种数据结构中,如字符串、数组等。对于字符串来说,判断一个字符串是否为回文字符串是一个常见的问题。判断方法是从字符串的两端开始比较字符是否相等,如果都相等,则继续比较下一对字符,直到中间位置。如果在任何时刻存在一对不相等的字符,则该字符串不是回文。

对于数组来说,直接采取上述方法便可以判断是否是回文结构。但对于单链表来说,则是行不通的,因为单链表只能顺序访问,不能随机访问。

判断单链表是否是回文结构的关键是对单链表中元素逐个比较的方法

这里给出的解决思路是:

第一步:

先求出链表的中间结点(对于奇数个节点和偶数个节点的链表可以无差处理)

第二步:

将链表中间结点及以后的节点反转(相当于链表的后半段构成了反转的新的链表)

第三步:

两个指针,分别指向原链表的第一个节点和新链表的第一个节点
将两个指针指向的节点的数据进行比对(这相当于从原链表的两端开始比对)
如果节点的数据不同,返回false
如果节点数据相同,继续比对下一个,直到任一指针指向空,退出循环,返回true

前两步需要单独封装两个函数,分别是求链表的中间节点和反转链表

具体实现可以参考这两篇文章,本文不再详细阐述

【数据结构与算法 刷题系列】求链表的中间结点-CSDN博客

【数据结构与算法刷题系列】(C语言)反转链表-CSDN博客

节点比较和移动的时候,对于奇数个节点的链表和偶数个节点的链表处理方式和效果是相同的,如图

奇数个节点的链表处理过程

1.初始链表

2.求得链表中间节点

3.将中间节点及之后的节点反转

需要注意:

虽然链表后半部分的结构被反转,next指针被改变

但中间节点的前一个节点的next指针未被改变,依然指向初始的中间节点

4.比较过程

两个指针对比指向节点的值,若相等,各走一步

两个指针同时走向了NULL,说明链表为回文结构

偶数个节点的链表处理过程

1.初始链表

2.求得链表中间节点

3.将中间节点及之后的节点反转

4.比较过程

两个指针对比指向节点的值,若相等,各走一步

有一个指针先走向了NULL,说明链表是回文结构

由此也说明,通过比较元素判断回文结构时,有一个指针走向了NULL,就已经完成了判断,应当退出循环

三、C语言代码实现

//链表的回文结构
//对于一个链表,请设计一个时间复杂度为O(n),额外空间复杂度为O(1)的算法,判断其是否为回文结构。
//给定一个链表的头指针A,请返回一个bool值,代表其是否为回文结构。
struct ListNode {
    int val;
    struct ListNode* next;
}; 
struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head) { //求链表的中间节点
    struct ListNode* slow, * fast; //创建快慢指针
    slow = fast = head; //初始化
    while (fast && fast->next) { //当快指针可以移动两步时执行循环
        slow = slow->next; //慢指针走一步
        fast = fast->next->next; //快指针走两步
    }
    return slow;//遍历完成时,slow所指节点就是中间节点
}
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {
    if (head == NULL)
        return head;//对空链表做特殊处理
    else {
        struct ListNode* n1, * n2, * n3;
        n1 = NULL;
        n2 = head;
        n3 = n2->next;
        while (n2) { //当n2指向空时,链表节点已经遍历完成,next指针修改完成
            n2->next = n1;
            n1 = n2;
            n2 = n3;
            if (n3)//对n3判空,防止对空指针解引用
                n3 = n3->next;
        }
        return n1;//当循环结束时,n1是原链表的尾节点,反转后的首节点
    }
}
bool chkPalindrome(struct ListNode* A) {
    struct ListNode* mid = middleNode(A); //求出中间节点
    struct ListNode* rmid = reverseList(mid);//后半部反转后的中间节点
    while (rmid && A)//节点逐个对比
    {
        if (rmid->val != A->val)
            return false;
        rmid = rmid->next;
        A = A->next;
    }
    return true;;
}

相关文章
|
8月前
|
存储 监控 算法
基于 Go 语言跳表结构的局域网控制桌面软件进程管理算法研究
针对企业局域网控制桌面软件对海量进程实时监控的需求,本文提出基于跳表的高效管理方案。通过多级索引实现O(log n)的查询、插入与删除性能,结合Go语言实现并发安全的跳表结构,显著提升进程状态处理效率,适用于千级进程的毫秒级响应场景。
316 15
|
8月前
|
分布式计算 并行计算 算法
《数据之美》:图结构的精妙世界与算法实践
图是表示多对多关系的非线性数据结构,由顶点和边组成,可建模社交网络、路径导航等复杂系统。核心算法包括BFS/DFS遍历、Dijkstra最短路径、Floyd-Warshall全源最短路径,以及Prim和Kruskal最小生成树算法,广泛应用于推荐系统、社交分析与路径规划。
|
9月前
|
运维 监控 JavaScript
基于 Node.js 图结构的局域网设备拓扑分析算法在局域网内监控软件中的应用研究
本文探讨图结构在局域网监控系统中的应用,通过Node.js实现设备拓扑建模、路径分析与故障定位,提升网络可视化、可追溯性与运维效率,结合模拟实验验证其高效性与准确性。
491 3
|
9月前
|
存储 监控 算法
企业电脑监控系统中基于 Go 语言的跳表结构设备数据索引算法研究
本文介绍基于Go语言的跳表算法在企业电脑监控系统中的应用,通过多层索引结构将数据查询、插入、删除操作优化至O(log n),显著提升海量设备数据管理效率,解决传统链表查询延迟问题,实现高效设备状态定位与异常筛选。
218 3
|
存储 缓存 算法
通过优化算法和代码结构来提升易语言程序的执行效率
通过优化算法和代码结构来提升易语言程序的执行效率
511 2
|
算法 测试技术 开发者
在Python开发中,性能优化和代码审查至关重要。性能优化通过改进代码结构和算法提高程序运行速度,减少资源消耗
在Python开发中,性能优化和代码审查至关重要。性能优化通过改进代码结构和算法提高程序运行速度,减少资源消耗;代码审查通过检查源代码发现潜在问题,提高代码质量和团队协作效率。本文介绍了一些实用的技巧和工具,帮助开发者提升开发效率。
283 3
|
算法 安全 搜索推荐
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之单双链表精题详解(9)【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构王道第2.3章之IKUN和I原达人之数据结构与算法系列学习x单双链表精题详解、数据结构、C++、排序算法、java、动态规划你个小黑子;这都学不会;能不能不要给我家鸽鸽丢脸啊~除了会黑我家鸽鸽还会干嘛?!!!
|
存储 Web App开发 算法
2024重生之回溯数据结构与算法系列学习之单双链表【无论是王道考研人还是IKUN都能包会的;不然别给我家鸽鸽丢脸好嘛?】
数据结构之单双链表按位、值查找;[前后]插入;删除指定节点;求表长、静态链表等代码及具体思路详解步骤;举例说明、注意点及常见报错问题所对应的解决方法
|
存储 缓存 算法
如何通过优化算法和代码结构来提升易语言程序的执行效率?
如何通过优化算法和代码结构来提升易语言程序的执行效率?
618 5
|
算法 Java
数据结构与算法学习五:双链表的增、删、改、查
双链表的增、删、改、查操作及其Java实现,并通过实例演示了双向链表的优势和应用。
318 0
数据结构与算法学习五:双链表的增、删、改、查

热门文章

最新文章