【码道初阶】Leetcode234进阶版回文链表：牛客一道链表Hard，链表的回文结构——如何用 O(1) 空间“折叠”链表？ - 详解

【LeetCode/牛客】链表的回文结构：如何用 O(1) 空间“折叠”链表？

在判断字符串或数组是否回文时，我们通常使用双指针从两头向中间逼近。但对于单向链表，我们无法轻易地“从后往前”遍历。

最直观的方法是将链表元素存入数组或栈中，但这就需要 $O(N)$ 的额外空间。如果题目卡死了 空间复杂度 O(1)，我们该怎么办？

今天我们要拆解的，就是一种通过修改链表结构来实现回文判断的高阶解法。

1. 核心解题思路：找到中点，折叠比较

既然无法从后往前遍历，那我们不妨把链表的后半段反转过来，让它指向中间。这样，我们就可以分别从“头”和“尾”出发，向中间走，一一比对。

整个过程分为三步（这也是代码中的三个主要模块）：

1. 快慢指针找中点：确定链表的一半在哪里。
2. 反转后半部分：将后半段链表的指针方向反转，使其指向中点。
3. 双指针汇合判断：一个从头走，一个从尾走，检查数值是否相等。

2. 代码深度解析

让我们结合代码，一步步看懂这个过程。

第一步：快慢指针找中点

// 1、快慢双指针遍历找到中间元素
ListNode fast = A;
ListNode slow = A;
while(fast != null && fast.next != null)
{
fast = fast.next.next;
slow = slow.next;
}

• 原理：fast 一次走两步，slow 一次走一步。当 fast 走到链表末尾时，slow 刚好走到链表的中点。
• 细节：
  • 如果是奇数个节点（如 1->2->3->2->1），slow 会停在正中间（3）。
  • 如果是偶数个节点（如 1->2->2->1），slow 会停在前半段的最后一个（第一个 2）。

第二步：反转后半部分（高能预警）

这是代码中最精妙也最容易晕的地方：

// 2、反转链表
ListNode cur = slow.next;
while(cur != null)
{
ListNode curN = cur.next;
cur.next = slow; // 【关键】反转指向，指向前一个节点
slow = cur;      // slow 移动到当前节点，作为新的“头”
cur = curN;      // cur 继续处理下一个
}

此时链表变成了什么样？
假设链表是 1 -> 2 -> 3 -> 2 -> 1。
经过这一步，原本向右指的箭头，在后半段变成了向左指：
结构变成了：1 -> 2 -> 3 <- 2 <- 1。

• A 依然指向头部 1。
• 注意：此时变量 slow 已经跑到了链表的最末尾（也就是反转后的“新头”），即右边的 1。

第三步：双向逼近判断

// 3、判断回文
while(A != slow)
{
// 值不相等，直接判定不是回文
if(A.val != slow.val)
{
return false;
}
// 【易错点高亮】偶数节点的特殊处理
if(A.next == slow)
{
return true;
}
slow = slow.next; // 从后往前走（因为指针反转了）
A = A.next;       // 从前往后走
}
return true;

3. ⚠️ 易错点与逻辑陷阱（重点）

这段代码虽然短，但有两个非常容易写错的逻辑，必须重点标注！

易错点 1：反转逻辑中的节点连接

很多人在反转链表时习惯把 slow.next 置空，或者切断中间的联系。但在这个解法中，我们保留了中间的连接。

• cur.next = slow：这一句把后半段的节点反向指回了 slow。
• 对于奇数链表，中间节点（如 3）成为了连接点，左边指向它，右边也指向它。

易错点 2：偶数链表的判断陷阱 (A.next == slow)

这是整段代码最容易被忽略的细节！

假设链表是偶数长度：1 -> 2 -> 2 -> 1。

1. 反转后结构变成：1 -> 2(前) <-> 2(后) <- 1。
2. A 在左边 1，slow 在右边 1。值相等，继续走。
3. A 走到 2(前)，slow 走到 2(后)。
4. 此时注意：A 和 slow 指向的是两个不同的节点对象，虽然它们的值都是 2，但内存地址不同，所以 while(A != slow) 循环继续。
5. 在下一轮循环前，如果没有 if(A.next == slow) 这个判断：
   • A 会继续往后走到 2(后)。
   • slow 会继续往前走到 2(前)。
   • 两人“擦肩而过”，导致循环多跑或者逻辑混乱。

必须提前判断：
当 A 的下一个节点就是 slow 时（即 A 和 slow 相邻），说明对于偶数链表来说，已经比对完毕了，直接返回 true。

4. 总结

这道题考核了对链表指针的绝对掌控力。

• 常规解法：栈/数组，空间 O(N)。
• 大神解法：快慢指针找中点 + 局部反转，空间 O(1)。

代码通过原地修改链表指向，巧妙地把一个单向链表变成了“两头往中间走”的结构，尤其是对偶数链表 A.next == slow 的判断，是点睛之笔。

虽然这种做法破坏了原链表的结构（如果需要还原，还需要再反转一次），但在算法题中，这是追求极致空间效率的标准答案。

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这个算法在面试中非常高频，理解了它，链表类的题目基本就通了一半。