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单链表:如何判定回文结构?

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在计算机科学领域,单链表是一种常见的数据结构,广泛应用于各种编程任务中。单链表由一组节点组成,每个节点包含两个字段:数据和下一个节点的指针。单链表可以高效地插入和删除元素,但查找元素的复杂度为 O(n)。

回文结构是一种对称的结构,从左到右和从右到左读取都是相同的。在单链表中,如果从头结点开始,沿着链表顺序遍历,与从尾结点开始,沿着链表逆序遍历得到的结果相同,则该单链表为回文结构。

判断单链表是否为回文结构的方法有很多,常见的一种方法是使用双指针法。具体步骤如下:

  1. 使用两个指针,分别指向链表的头结点和尾结点。
  2. 从头结点和尾结点同时向中间移动,直到两个指针相遇或其中一个指针指向空。
  3. 在移动指针的同时,比较两个指针所指向节点的数据是否相同。
  4. 如果两个指针相遇,并且所有比较的节点数据都相同,则该单链表为回文结构。否则,该单链表不是回文结构。

双指针法的时间复杂度为 O(n),空间复杂度为 O(1)。

下面是使用双指针法判断单链表是否为回文结构的 Python 代码示例:

def is_palindrome(head):
    """
    判断单链表是否为回文结构。

    参数:
        head: 单链表的头结点。

    返回:
        如果单链表为回文结构,则返回 True;否则,返回 False。
    """

    # 检查链表是否为空
    if head is None:
        return True

    # 使用两个指针,分别指向链表的头结点和尾结点
    slow = head
    fast = head

    # 从头结点和尾结点同时向中间移动,直到两个指针相遇或其中一个指针指向空
    while fast and fast.next:
        slow = slow.next
        fast = fast.next.next

    # 如果快指针指向空,则单链表长度为奇数
    if fast is None:
        slow = slow.next

    # 从中间节点开始,反转链表的后半部分
    prev = None
    while slow:
        next_node = slow.next
        slow.next = prev
        prev = slow
        slow = next_node

    # 比较链表的前半部分和后半部分是否相同
    while head and prev:
        if head.val != prev.val:
            return False
        head = head.next
        prev = prev.next

    # 如果所有比较的节点数据都相同,则单链表为回文结构
    return True

以上是如何判断单链表是否为回文结构的Python实现,希望能对你有所帮助。