数据结构与算法之链表 链表回文边界 反转后半段长度计算

数据结构与算法阿木 发布于 8 天前 1 次阅读


摘要:

链表是数据结构中的一种常见类型,它由一系列节点组成,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。在处理链表问题时,回文链表是一个经典的难题。本文将围绕链表回文边界这一主题,探讨如何通过反转后半段链表来计算其长度,并给出相应的代码实现。

一、

回文链表是指从前往后读和从后往前读都相同的链表。判断一个链表是否为回文链表是一个有趣且具有挑战性的问题。在解决这一问题时,一个常用的技巧是反转链表的后半部分,然后比较前半部分和反转后的后半部分是否相同。本文将重点介绍如何计算反转后半段的长度。

二、链表基础知识

在开始讨论链表回文边界之前,我们需要了解一些链表的基本知识。

1. 链表节点

链表节点是链表的基本组成单位,通常包含两个部分:数据和指针。数据部分存储链表节点的值,指针部分指向下一个节点。

python

class ListNode:


def __init__(self, value=0, next=None):


self.value = value


self.next = next


2. 链表操作

链表操作包括创建链表、插入节点、删除节点、反转链表等。

python

def create_linked_list(values):


head = ListNode(values[0])


current = head


for value in values[1:]:


current.next = ListNode(value)


current = current.next


return head

def reverse_linked_list(head):


prev = None


current = head


while current:


next_node = current.next


current.next = prev


prev = current


current = next_node


return prev


三、链表回文边界:反转后半段长度计算

为了计算链表回文边界,我们需要找到链表的中点,并反转后半段链表。以下是具体的步骤:

1. 找到链表的中点

我们可以使用快慢指针的方法来找到链表的中点。快指针每次移动两步,慢指针每次移动一步。当快指针到达链表末尾时,慢指针将位于中点。

python

def find_middle(head):


slow = fast = head


while fast and fast.next:


slow = slow.next


fast = fast.next.next


return slow


2. 反转后半段链表

找到中点后,我们可以反转后半段链表。这里我们使用之前定义的反转链表函数。

python

def reverse_half(head):


middle = find_middle(head)


return reverse_linked_list(middle)


3. 计算反转后半段的长度

反转后半段链表后,我们可以遍历反转后的链表来计算其长度。

python

def calculate_length(head):


length = 0


while head:


length += 1


head = head.next


return length


4. 实现链表回文边界函数

我们将上述步骤整合到一个函数中,以实现链表回文边界的计算。

python

def palindrome_boundary(head):


middle = find_middle(head)


reversed_half = reverse_half(middle)


length = calculate_length(reversed_half)


return length


四、代码实现

以下是一个完整的代码实现,包括链表创建、反转、计算长度和判断回文边界的函数。

python

class ListNode:


def __init__(self, value=0, next=None):


self.value = value


self.next = next

def create_linked_list(values):


...(与之前相同)

def reverse_linked_list(head):


...(与之前相同)

def find_middle(head):


...(与之前相同)

def reverse_half(head):


...(与之前相同)

def calculate_length(head):


...(与之前相同)

def palindrome_boundary(head):


...(与之前相同)

示例


values = [1, 2, 3, 2, 1]


head = create_linked_list(values)


length = palindrome_boundary(head)


print("The length of the reversed half is:", length)


五、总结

本文介绍了链表回文边界的计算方法,通过反转链表的后半部分来计算其长度。我们首先找到了链表的中点,然后反转了后半段链表,并计算了其长度。我们提供了一个完整的代码实现,包括链表创建、反转、计算长度和判断回文边界的函数。读者可以更好地理解链表回文边界的计算过程。