链表操作：分区与回文判断

链表分区（Partition）

功能概述

代码实现

要点与难点

注意事项

链表回文判断（PalindromeList）

功能概述

代码实现

要点与难点

注意事项

总结

在链表相关的算法问题中，理解链表的基本结构和操作至关重要。今天我们深入探讨两个经典的链表问题：链表分区和链表回文判断，通过详细分析代码实现，理解其中的要点、难点和注意事项。

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链表分区（Partition）

功能概述

链表分区的目标是将给定链表按照某个值 x 进行划分，使得所有小于 x 的节点排在大于或等于 x 的节点之前。

代码实现

cppclass Partition {public:ListNode* partition(ListNode* pHead, int x) {// 定义用于存储大于等于x节点链表的头指针和尾指针，以及小于x节点链表的头指针和尾指针，还有遍历原链表的指针struct ListNode* greatHead, *greattail, *lessHead, *lesstail, *cur; // 为大于等于x节点链表的头指针和尾指针分配内存，并初始化为同一节点greatHead = greattail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode)); // 为小于x节点链表的头指针和尾指针分配内存，并初始化为同一节点lessHead = lesstail = (struct ListNode*)malloc(sizeof(struct ListNode)); // 将遍历指针指向原链表头节点cur = pHead;  // 遍历原链表进行尾插while(cur){if(cur->val < x){// 将当前小于x的节点接到less链表的尾部lesstail->next = cur;  // 更新less链表的尾指针为当前节点lesstail = cur;   // 原链表中cur指针继续指向下一个节点cur = cur->next;  }else{// 将当前大于等于x的节点接到great链表的尾部greattail->next = cur; // 更新great链表的尾指针为当前节点greattail = cur;  // 原链表中cur指针继续指向下一个节点cur = cur->next;  }}// 将less链表和great链表连接起来lesstail->next = greatHead->next;  // 将great链表的最后一个节点的next指针置为NULL，避免原链表的链接干扰greattail->next = NULL;           // 返回less链表的第一个有效节点（去掉虚拟头节点）return lessHead->next; }};

要点与难点

1. 虚拟头节点的使用：为简化链表操作，创建了两个虚拟头节点 lessHead 和 greatHead ，分别用于存储小于 x 和大于等于 x 的节点。这避免了对链表头节点的特殊处理，让代码更简洁统一。

2. 尾插法：通过 lesstail 和 greattail 指针，采用尾插法将原链表中的节点分别插入到两个新链表中，保持节点的相对顺序。

3. 链表连接：遍历结束后，将 lesstail 的 next 指针指向 greatHead->next ，实现两个链表的连接。

4. 最后节点处理：必须将 greattail 的 next 指针设为 NULL ，否则可能会形成环或导致错误的链表结构。

注意事项

- 内存分配：使用 malloc 分配内存时，记得在不再使用时释放内存，避免内存泄漏。

- 边界条件：考虑链表为空或只有一个节点的情况，确保代码的鲁棒性。

链表回文判断（PalindromeList）

功能概述

判断给定的链表是否为回文链表，即正向和反向读取链表节点的值是相同的。

代码实现

cppclass PalindromeList {public:bool chkPalindrome(ListNode* A) {// 定义慢指针，初始指向链表头节点struct ListNode* slow = A; // 定义快指针，初始指向链表头节点struct ListNode* fast = A; // 利用快慢指针找链表中间节点，快指针每次走两步，慢指针每次走一步while (fast->next) { slow = slow->next;fast = fast->next;// 如果快指针还有下一个节点，再走一步if (fast->next) { fast = fast->next;}}// 用于存储反转后半部分链表的新头指针struct ListNode* change = NULL; // 从中间节点开始处理后半部分链表struct ListNode* head = slow; // 反转链表的后半部分while (head) {// 保存当前节点的下一个节点struct ListNode* next = head->next; // 将当前节点指向前一个节点，实现反转head->next = change; // 更新新的头指针为当前节点change = head; // 继续处理下一个节点head = next; }// 比较链表的前半部分和反转后的后半部分while (slow) {// 如果对应节点值不相等，返回falseif (A->val != change->val) { return false;}// 前半部分链表指针后移A = A->next; // 反转后的后半部分链表指针后移change = change->next; }// 所有对应节点值都相等，返回truereturn true; }};

要点与难点

1. 快慢指针：利用快慢指针找到链表的中间节点。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，慢指针正好指向中间节点。这是找到链表中间位置的高效方法。

2. 链表反转：将链表的后半部分进行反转，通过改变指针方向实现。在反转过程中，需要小心处理指针的指向，确保链表结构不被破坏。

3. 比较判断：从链表的两端开始比较节点的值，若所有值都相同，则链表为回文链表。