链表面试题之判断是否为回文链表—三种方式解决,总有一种方法让面试官满意

简介: 链表面试题之判断是否为回文链表—三种方式解决,总有一种方法让面试官满意
  座右铭:代码虐我千百遍,我待代码如初恋!!!

给定一个单链表的头节点head,请判断该链表是否为回文结构。

   栈方法特别简单(笔试用)

   改原链表的方法就需要注意边界了(面试用)

第一种方法:用一个栈来辅助实现,将链表从头结点开始依次压入栈中,之后再从栈顶依次弹出并与原链表一个一个进行比较,,如果相比较的过程全部相同,说明是回文结构,如果有一个比对不上就不是回文结构。因为栈的特征是先进后出的,所以弹出的过程就是逆序的过程。这个方法比较简单,缺点就是费点空间,需要O(N)的空间复杂度

第二中方法:第一种基础上改进一下,同样需要一个栈来辅助实现,但是只需要用到栈的一半空间,所以空间复杂度为O(N/2)。额外申请两个变量,一个快指针和慢指针。让慢指针指向链表右半部分的第一个结点,然后将右半部分压入栈中,再从栈中弹出和左半部分一一比较

第三中方法:不用申请栈,只需要O(1)的空间复杂度。申请一个快指针和慢指针,链表结点个数为奇数的时候慢指针来到中点位置,;偶数个的时候,慢指针来到上中点位置。然后将右半部分链表反转,慢指针指向的结点指向空。此时再让慢指针和快指针分别从最右边和最左边开始一一进行比较。最后返回结果之前一定要将右半部分链表反转回来!!!此方法难点在于难抠边界,但是是最优解,适合面试的时候和面试官聊聊哈哈哈~~~///(v)\\\~~~

package com.harrison.class06;
import java.util.Stack;
public class Code02_IsPalindromeList {
  public static class Node {
    public int value;
    public Node next;
    public Node(int v) {
      value = v;
    }
  }
  // need n extra space
  public static boolean isPalindrome1(Node head) {
    Stack<Node> stack = new Stack<Node>();
    Node cur = head;
    // 将链表从头结点开始依次压入栈中
    while (cur != null) {
      stack.push(cur);
      cur = cur.next;
    }
    // 从栈顶依次弹出和链表开始比较
    while (head != null) {
      if (head.value != stack.pop().value) {
        return false;
      }
      head = head.next;
    }
    return true;
  }
  // need n/2 extra space
  public static boolean isPalindrome2(Node head) {
    if (head == null || head.next == null) {
      return true;
    }
    Node right = head.next;// 慢指针
    Node cur = head;// 快指针
    while (cur.next != null && cur.next.next != null) {
      right = right.next;
      cur = cur.next.next;
    }
    // right 奇数个来到中点位置 偶数个来到下中点位置
    Stack<Node> stack = new Stack<>();
    // 链表的右半部分依次压入栈中
    while (right != null) {
      stack.push(right);
      right = right.next;
    }
    // 从栈中依次弹出 和链表左部分依次比较
    while (!stack.isEmpty()) {
      if (head.value != stack.pop().value) {
        return false;
      }
      head = head.next;
    }
    return true;
  }
  // need O(1) extra space
  public static boolean isPalindrome3(Node head) {
    if (head == null || head.next == null) {
      return true;
    }
    Node n1 = head;// 慢指针 n1 -> mid
    Node n2 = head;// 快指针 n2 -> end
    while (n2.next != null && n2.next.next != null) {
      n1 = n1.next;
      n2 = n2.next.next;
    }
    // 慢指针来到中点或者上中点位置 快指针来到终点
    n2 = n1.next;// n2 来到右部分第一个结点
    n1.next = null;// n1.next -> null
    Node n3 = null;
    // 右部分反转
    while (n2 != null) {
      n3 = n2.next;// n3 -> save next node
      n2.next = n1;// next of right node convert
      n1 = n2;// n1 move
      n2 = n3;// n2 move
    }
    n3 = n1;// n3 -> save last node
    n2 = head;// n2 -> left first node
    boolean res = true;
    // 慢指针从右边开始 快指针从头结点开始 一一比较,任何一个为空就停下来
    while (n1 != null && n2 != null) {
      if (n1.value != n2.value) {
        res = false;
        break;
      }
      n1 = n1.next;// left to mid
      n2 = n2.next;// right to mid
    }
    n1 = n3.next;
    n3.next = null;
    // 将右部分逆序回来
    while (n1 != null) {
      n2 = n1.next;
      n1.next = n3;
      n3 = n1;
      n1 = n2;
    }
    return res;
  }
  public static void printLinkedList(Node head) {
    System.out.print("Linked List:");
    while (head != null) {
      System.out.print(head.value + " ");
      head = head.next;
    }
    System.out.println();
  }
  public static void main(String[] args) {
    Node head = null;
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(2);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(1);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(2);
    head.next.next = new Node(3);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(2);
    head.next.next = new Node(1);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(2);
    head.next.next = new Node(3);
    head.next.next.next = new Node(1);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(2);
    head.next.next = new Node(2);
    head.next.next.next = new Node(1);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
    head = new Node(1);
    head.next = new Node(2);
    head.next.next = new Node(3);
    head.next.next.next = new Node(2);
    head.next.next.next.next = new Node(1);
    printLinkedList(head);
    System.out.print(isPalindrome1(head) + " | ");
    System.out.print(isPalindrome2(head) + " | ");
    System.out.println(isPalindrome3(head) + " | ");
    printLinkedList(head);
    System.out.println("=========================");
  }
}
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