反转链表相关的练习（下）

Posted 2023-03-11 melonyzzZ

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一、回文链表

二、 重排链表

三、旋转链表

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一、回文链表

给你一个单链表的头节点 head ，请你判断该链表是否为回文链表。如果是，返回 true ；否则，返回 false 。

示例 1：

 输入：head = [1,2,2,1]

输出：true

示例 2：

 输入：head = [1,2]

输出：false

提示：

• 链表中节点数目在范围[1, 10^5] 内

• 0 <= Node.val <= 9

进阶：你能否用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题？

代码实现：

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)

    struct ListNode* slow = head;
    struct ListNode* fast = head;
    while (fast != NULL && fast->next != NULL)
    
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    
    return slow;

​
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)

    struct ListNode* pre = NULL;
    struct ListNode* cur = head;
    while (cur != NULL)
    
        struct ListNode* after = cur->next;
        cur->next = pre;
        pre = cur;
        cur = after;
    
    return pre;

​
bool isPalindrome(struct ListNode* head)

    // 1. 找到中间结点，如果有两个中间结点，则找到第二个中间结点
    struct ListNode* mid = middleNode(head);
    // 2. 从中间结点开始，对后半段进行反转
    struct ListNode* rightHead = reverseList(mid);
    // 3. 进行前半段和后半段的比较
    struct ListNode* leftCur = head;
    struct ListNode* rightCur = rightHead;
    while (rightCur != NULL)
    
        if (leftCur->val != rightCur->val)
        
            return false;
        
        leftCur = leftCur->next;
        rightCur = rightCur->next;
    
    return true;

回文结构是一个生物学名词。双链 DNA 中含有的两个结构相同、方向相反的序列称为回文结构，每条单链以任一方向阅读时都与另一条链以相反方向阅读时的序列是一致的。

palindrome n. 回文结构；回文序列 ==> 牛津：a word or phrase that reads the same backwards as forwards, for example madam.

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二、 重排链表

给定一个单链表 L 的头节点 head ，单链表 L 表示为：

L0 → L1 → … → Ln - 1 → Ln

请将其重新排列后变为：

L0 → Ln → L1 → Ln - 1 → L2 → Ln - 2 → …

不能只是单纯的改变节点内部的值，而是需要实际的进行节点交换。

示例 1：

输入：head = [1,2,3,4]
输出：[1,4,2,3] 

示例 2：

 输入：head = [1,2,3,4,5]

输出：[1,5,2,4,3]

提示：

• 链表的长度范围为 [1, 5 * 10^4]

• 1 <= node.val <= 1000

代码实现：

struct ListNode* middleNode(struct ListNode* head)

    struct ListNode* slow = head;
    struct ListNode* fast = head;
    while (fast && fast->next)
    
        slow = slow->next;
        fast = fast->next->next;
    
    return slow;

​
struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head)

    struct ListNode* pre = NULL;
    struct ListNode* cur = head;
    while (cur != NULL)
    
        struct ListNode* after = cur->next;
        cur->next = pre;
        pre = cur;
        cur = after;
    
    return pre;

​
void reorderList(struct ListNode* head)

    // 1. 找到中间结点，如果有两个中间结点，则找到第二个中间结点
    struct ListNode* mid = middleNode(head);
    // 2. 从中间结点开始，对后半段进行反转
    struct ListNode* rightHead = reverseList(mid);
    // 3. 重排链表
    struct ListNode* leftCur = head;
    struct ListNode* rightCur = rightHead;
    while (rightCur->next != NULL)
    
        struct ListNode* leftAfter = leftCur->next;
        struct ListNode* rightAfter = rightCur->next;
        leftCur->next = rightCur;
        rightCur->next = leftAfter;
        leftCur = leftAfter;
        rightCur = rightAfter;
    

图解示例二：

 

三、旋转链表

给你一个链表的头节点 head ，旋转链表，将链表每个节点向右移动 k 个位置。

示例 1：

 输入：head = [1,2,3,4,5], k = 2

输出：[4,5,1,2,3]

示例 2：

 输入：head = [0,1,2], k = 4

输出：[2,0,1]

提示：

• 链表中节点的数目在范围 [0, 500] 内

• -100 <= Node.val <= 100

• 0 <= k <= 2 * 109

代码实现：

struct ListNode* rotateRight(struct ListNode* head, int k)

    if (head == NULL)
    
        return NULL;
    
    // 1. 找到链表的尾结点，并计算它的长度
    struct ListNode* tail = head;
    int len = 1;
    while (tail->next != NULL)
    
        ++len;
        tail = tail->next;
    
    // 2. 找到倒数第 (k % len + 1) 个结点
    k %= len;
    if (k == 0)
    
        return head;
    
    struct ListNode* pre = head;
    for (int i = 0; i < len - k - 1; ++i)
    
        pre = pre->next;
    
    // 3. 旋转链表
    tail->next = head;  // (1)
    head = pre->next;  // (2)
    pre->next = NULL;  // (3)
    return head;