玩转算法之判断单向链表回文结构，助力性能优化

2023-11-20 19:06:14

判断单向链表是否为回文结构：深入探索回文算法

回文，这个词在日常生活中经常遇到。我们经常说“回文诗”或“回文成语”，指的都是从左往右读和从右往左读都一样的字符串。在计算机科学领域，回文结构也是一个重要的概念，尤其是在处理字符串和链表时。

什么是单向链表？

在介绍回文链表之前，我们先来了解一下单向链表。单向链表是一种线性数据结构，由一系列结点组成，每个结点包含一个数据域和一个指向下一个结点的指针。链表中的第一个结点称为头结点，最后一个结点的指针指向空。单向链表是一种常用的数据结构，广泛应用于各种场景中。

什么是回文链表？

回文链表是指一个从左到右读和从右到左读都相同的单向链表。例如，链表 [1, 2, 3, 2, 1] 是一个回文链表，因为从左到右读和从右到左读都是一样的。

判断回文链表算法

判断一个单向链表是否为回文结构有多种算法，其中一种比较简单且易于理解的算法如下：

1. 反转链表

首先，我们将给定的单向链表反转。反转链表的方法是：创建一个新链表，将给定链表的每个结点逐个插入到新链表的头部。

2. 比较原链表和反转链表

反转链表后，我们将原链表和反转链表进行逐个结点比较。如果两个链表的每个结点都相等，则给定的链表是回文链表；否则，就不是回文链表。

算法实现

以下是使用 Python 实现的回文链表判断算法：

def is_palindrome(head):
  """
  判断单向链表是否是回文结构。

  参数：
    head: 单向链表的头结点。

  返回：
    True，如果是回文链表；False，否则。
  """

  # 反转链表
  reversed_head = reverse_list(head)

  # 比较原链表和反转链表
  while head and reversed_head:
    if head.val != reversed_head.val:
      return False
    head = head.next
    reversed_head = reversed_head.next

  # 如果相等，则单向链表是回文链表；否则，就不是。
  return True


def reverse_list(head):
  """
  反转单向链表。

  参数：
    head: 单向链表的头结点。

  返回：
    反转后的单向链表的头结点。
  """

  prev = None
  while head:
    next = head.next
    head.next = prev
    prev = head
    head = next

  return prev