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三种解法（数组、栈、快慢指针）全面解析——力扣234.回文链表全解析

news 2025/10/14 8:33:03

力扣234.回文链表全解析

一、题目描述

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, 10⁵] 内
0 <= Node.val <= 9

进阶要求：

你能否只用 O(n) 时间复杂度和 O(1) 空间复杂度解决此题？

二、思路总览

判断链表是否为回文，本质是要看：

链表从左往右与从右往左读是否相同。

我们可以分三种方法逐步优化：

方法	思路	时间复杂度	空间复杂度
方法一	转成数组后双指针比较	O(n)	O(n)
方法二	栈辅助比较	O(n)	O(n)
方法三	快慢指针 + 反转链表	O(n)	O(1)

下面我们逐一讲解。

三、方法一：转为数组法（思路直观）

思路

遍历链表，把所有节点值存入数组；
用双指针从头尾同时向中间比较；
若发现不相等，返回 false；否则返回 true。

代码实现

class Solution {public boolean isPalindrome(ListNode head) {List<Integer> list = new ArrayList<>();ListNode curr = head;while (curr != null) {list.add(curr.val);curr = curr.next;}int left = 0, right = list.size() - 1;while (left < right) {if (!list.get(left).equals(list.get(right))) {return false;}left++;right--;}return true;}
}

在这里插入图片描述

复杂度分析

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

四、方法二：栈法（利用后进先出特性）

思路

遍历链表，将所有节点压入栈；
再次遍历链表，每次弹出一个元素进行比较；
若有不一致则返回 false。

代码实现

class Solution {public boolean isPalindrome(ListNode head) {Stack<Integer> stack = new Stack<>();ListNode curr = head;while (curr != null) {stack.push(curr.val);curr = curr.next;}curr = head;while (curr != null) {if (curr.val != stack.pop()) {return false;}curr = curr.next;}return true;}
}

复杂度分析

时间复杂度：O(n)
空间复杂度：O(n)

五、方法三：快慢指针 + 链表反转（最优解）

核心思想

利用“反转链表”的技巧来节省空间：

使用快慢指针 fast、slow：
- fast 一次走两步，slow 一次走一步；
- 当 fast 到达末尾时，slow 到达中点。
反转后半部分链表。
从头和中点开始同时遍历，比较对应节点值是否相等。
可选：比较完成后再把链表恢复原状（面试时可选）。

图解思路

以链表 [1, 2, 2, 1] 为例：

找到中点：slow 停在第二个 2；
反转右半部分：[2, 1] → [1, 2]；
比较前后两半：
```
1 == 1
2 == 2
```
全部相等 → 回文。

class Solution {public boolean isPalindrome(ListNode head) {if (head == null || head.next == null) return true;// 1. 快慢指针找中点ListNode slow = head, fast = head;while (fast != null && fast.next != null) {slow = slow.next;fast = fast.next.next;}// 2. 反转后半部分ListNode secondHalf = reverseList(slow);// 3. 比较两半ListNode p1 = head, p2 = secondHalf;boolean isPalin = true;while (p2 != null) {if (p1.val != p2.val) {isPalin = false;break;}p1 = p1.next;p2 = p2.next;}// 4. 可选：恢复链表结构// reverseList(secondHalf);return isPalin;}private ListNode reverseList(ListNode head) {ListNode prev = null, curr = head;while (curr != null) {ListNode next = curr.next;curr.next = prev;prev = curr;curr = next;}return prev;}
}