回文链表：理解和实现回文链表的数据结构

回文链表简介

回文链表是一种特殊类型的链表，其元素按相反顺序排列时与原链表相同。换句话说，如果将回文链表从头到尾读一遍，然后从尾到头读一遍，得到的元素序列是相同的。回文链表在计算机科学中有着广泛的应用，例如：

• 检查字符串是否为回文
• 检测数据的重复
• 查找链表的中间元素
• 压缩数据
• 加密和解密

判断回文链表的算法

1. 借助栈

算法步骤：

1. 使用栈来存储链表的元素。
2. 遍历链表，将每个元素推入栈中。
3. 再次遍历链表，将每个元素与栈顶元素进行比较。
4. 如果所有元素都匹配，则链表是回文。否则，链表不是回文。

时间复杂度： O(n)，其中n是链表的长度。

空间复杂度： O(n)，因为我们需要使用栈来存储链表的元素。

2. 反转链表

算法步骤：

1. 将链表反转。
2. 将反转后的链表与原链表进行比较。
3. 如果两个链表相同，则链表是回文。否则，链表不是回文。

时间复杂度： O(n)，其中n是链表的长度。

空间复杂度： O(1)，因为我们不需要使用额外的空间。

实现代码

def is_palindrome(head):
  """
  判断链表是否为回文链表。

  参数：
    head：链表的头节点

  返回：
    如果链表是回文链表，则返回True；否则，返回False。
  """

  # 使用栈来存储链表的元素
  stack = []

  # 遍历链表，将每个元素推入栈中
  current = head
  while current:
    stack.append(current.val)
    current = current.next

  # 再次遍历链表，将每个元素与栈顶元素进行比较
  current = head
  while current:
    if current.val != stack.pop():
      return False
    current = current.next

  # 如果所有元素都匹配，则链表是回文
  return True


def reverse_list(head):
  """
  反转链表。

  参数：
    head：链表的头节点

  返回：
    反转后的链表的头节点
  """

  prev = None
  current = head

  while current:
    next_node = current.next
    current.next = prev
    prev = current
    current = next_node

  return prev


def is_palindrome_reversed(head):
  """
  判断链表是否为回文链表，通过反转链表实现。

  参数：
    head：链表的头节点

  返回：
    如果链表是回文链表，则返回True；否则，返回False。
  """

  # 反转链表
  reversed_head = reverse_list(head)

  # 将反转后的链表与原链表进行比较
  current1 = head
  current2 = reversed_head

  while current1 and current2:
    if current1.val != current2.val:
      return False
    current1 = current1.next
    current2 = current2.next

  # 如果两个链表相同，则链表是回文
  return True

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