每日算法题【链表】：链表分割、链表的回文结构

(11)链表分割

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• 解题思路：

  • 一个原链表，两个新链表
  • 遍历原链表，为了防止因为维护原链表（保留比x大的节点并维持顺序）而进行复杂操作，我们直接选择创建2个新链表进行大节点和小节点的维护
  • 比x大的我们尾插到大链表，比x小的我们尾插到小链表

  注意：

  1. 正确初始化尾指针：在第一次添加节点时，同时设置头指针和尾指针
  2. 断开原链表连接：在将节点添加到新链表前，先保存下一个节点，然后断开当前节点的连接，避免形成循环链表
  3. 处理空链表情况：如果小链表为空，直接返回大链表
  4. 统一处理方式：对大小链表的处理采用相同的模式，提高代码一致性

  /*
  struct ListNode {int val;struct ListNode *next;ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
  };*/class Partition {
  public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {// 定义两个新的空链表（头节点和尾节点）ListNode* BigList = nullptr;ListNode* BigCur = nullptr;ListNode* SmallList = nullptr;ListNode* SmallCur = nullptr;// 定义一个指针遍历原链表ListNode* cur = pHead;if(pHead == nullptr) {return nullptr;}while(cur) {ListNode* next = cur->next; // 保存下一个节点cur->next = nullptr; // 断开当前节点的连接if(cur->val < x) {// 将节点尾插到小链表中if(SmallList == nullptr) {SmallList = cur;SmallCur = cur;} else {SmallCur->next = cur;SmallCur = SmallCur->next;}} else {// 将节点尾插到大链表中if(BigList == nullptr) {BigList = cur;BigCur = cur;} else {BigCur->next = cur;BigCur = BigCur->next;}}cur = next;}// 如果小链表为空，直接返回大链表if(SmallList == nullptr) {return BigList;}// 将大链表连接到小链表尾部SmallCur->next = BigList;return SmallList;}
  };
  

• 第二种解法：

  用指针遍历原链表，小于x的不做处理，大于等于x的尾插到原链表上，并删除之前的节点

  1. 找到链表原始尾部
  2. 遍历链表，遇到≥x的节点就移动到尾部
  3. 如果是头节点，更新head指针
  4. 更新tail指针指向新的尾部
  5. 继续处理直到完成

  /*
  struct ListNode {int val;struct ListNode *next;ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
  };*/class Partition {
  public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {if (pHead == nullptr) return nullptr;// 找到链表尾部ListNode* tail = pHead;while (tail->next != nullptr) {tail = tail->next;}ListNode* head = pHead;ListNode* prev = nullptr;ListNode* cur = head;ListNode* end = tail;  // 记录原始尾部，避免重复移动while (cur != end && cur != nullptr) {if (cur->val >= x) {// 移动到尾部if (prev == nullptr) {// 头节点需要移动head = cur->next;tail->next = cur;cur->next = nullptr;tail = cur;cur = head;} else {prev->next = cur->next;tail->next = cur;cur->next = nullptr;tail = cur;cur = prev->next;}} else {prev = cur;cur = cur->next;}}// 处理最后一个节点（原始尾部）if (cur != nullptr && cur->val >= x && cur != tail) {if (prev == nullptr) {head = cur->next;} else {prev->next = cur->next;}tail->next = cur;cur->next = nullptr;}return head;}
  };
  

  关键处理点：

  1. 头节点移动的特殊处理：当需要移动头节点时，需要更新head指针
  2. prev指针的处理：prev为nullptr表示当前节点是头节点
  3. 尾部指针维护：每次移动节点后更新tail指针
  4. 循环终止条件：避免重复移动已经移动到尾部的节点

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(12)链表的回文结构

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• 解题思路：

  算法思路：

  1. 找到链表中点：使用快慢指针法，快指针每次走两步，慢指针每次走一步，当快指针到达末尾时，慢指针正好在中间位置。
  2. 反转后半部分链表：将链表的后半部分反转，这样就可以从两端向中间比较。
  3. 比较前后两部分：从链表头部和反转后的后半部分头部开始，逐个节点比较值是否相等。
  4. 恢复链表（可选）：如果需要保持原链表结构不变，可以将反转的后半部分再次反转恢复原状。

  时间复杂度： O(n) - 遍历链表3次（找中点、反转、比较）
  空间复杂度： O(1) - 只使用了固定数量的指针变量

  /*
  struct ListNode {int val;struct ListNode *next;ListNode(int x) : val(x), next(NULL) {}
  };*/class PalindromeList {
  public:bool chkPalindrome(ListNode* A) {//如果原链表是空链表或者只有一个节点的链表默认就是回文结构if(A == nullptr && A->next == nullptr){return true;}//第一步：使用快慢指针找到链表的中间节点ListNode* fast = A;ListNode* slow = A;//因为fast一次走两步，所以当fast走到最后只会是指向最后一个节点（单数节点）或者指向最后一个节点的next（双数节点）//所以循环的结束条件fast != nullptr && fast->next != nullptrwhile(fast != nullptr && fast->next != nullptr){slow = slow->next;fast = fast->next->next;}//第二步：将找到的中间节点地址传给翻转链表函数（三个指针）进行翻转ListNode* newList = reverseList(slow);//第三步：通过两个链表的头指针进行遍历比较来判断是否是回文结构ListNode* Old = A;ListNode* New = newList;while(Old != nullptr && New != nullptr){if(Old->val != New->val){return false;}Old = Old->next;New = New->next;}return true;}private:struct ListNode* reverseList(struct ListNode* head) {//如果传入的链表头指针head为空，直接返回NULL，因为空链表不需要反转if(head == nullptr){return nullptr;}struct ListNode* n1,*n2,*n3;n1 = nullptr;n2 = head;n3 = head->next;while(n2){//翻转n2->next = n1;//迭代往后走n1 = n2;n2 = n3;if(n3){n3 = n3->next;}}return n1;}
  };