回文判断

题目描述

回文,英文palindrome,指一个顺着读和反过来读都一样的字符串,比如madam、我爱我,这样的短句在智力性、趣味性和艺术性上都颇有特色,中国历史上还有很多有趣的回文诗。

那么,我们的第一个问题就是:判断一个字串是否是回文?

分析与解法

回文判断是一类典型的问题,尤其是与字符串结合后呈现出多姿多彩,在实际中使用也比较广泛,而且也是面试题中的常客,所以本节就结合几个典型的例子来体味下回文之趣。

解法一

同时从字符串头尾开始向中间扫描字串,如果所有字符都一样,那么这个字串就是一个回文。采用这种方法的话,我们只需要维护头部和尾部两个扫描指针即可。

代码如下:

bool IsPalindrome(const char *s, int n)
{
 	// 非法输入
 	if (s == NULL || n < 1)
 	{
 		return false;
 	}
 	const char* front,*back;

 	// 初始化头指针和尾指针
 	front = s;
 	back = s + n - 1;

 	while (front < back)
 	{
 		if (*front != *back)
 		{
 			return false;
 		}
 		++front;
 		--back;
 	}
 	return true;
}

这是一个直白且效率不错的实现,时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

解法二

上述解法一从两头向中间扫描,那么是否还有其它办法呢?我们可以先从中间开始、然后向两边扩展查看字符是否相等。参考代码如下:

bool IsPalindrome2(const char *s, int n)
{
 	if (s == NULL || n < 1)
 	{
 		return false;
 	}
 	const char* first, *second;

 	// m定位到字符串的中间位置      
 	int m = ((n >> 1) - 1) >= 0 ? (n >> 1) - 1 : 0;
 	first = s + m;
 	second = s + n - 1 - m;

 	while (first >= s)
 	{
 		if (*first!= *second)
 		{
 			return false;
 		}
 		--first;
 		++second;
 	}
 	return true;
}

时间复杂度:O(n),空间复杂度:O(1)。

虽然本解法二的时空复杂度和解法一是一样的,但很快我们会看到,在某些回文问题里面,这个方法有着自己的独到之处,可以方便的解决一类问题。

举一反三

1、判断一条单向链表是不是“回文”

分析:对于单链表结构,可以用两个指针从两端或者中间遍历并判断对应字符是否相等。但这里的关键就是如何朝两个方向遍历。由于单链表是单向的,所以要向两个方向遍历的话,可以采取经典的快慢指针的方法,即先位到链表的中间位置,再将链表的后半逆置,最后用两个指针同时从链表头部和中间开始同时遍历并比较即可。

2、判断一个栈是不是“回文”

分析:对于栈的话,只需要将字符串全部压入栈,然后依次将各字符出栈,这样得到的就是原字符串的逆置串,分别和原字符串各个字符比较,就可以判断了。

思路 网上参考 https://blog.csdn.net/coder_orz/article/details/51306985

python代码实践

"""
思路1:定义两个指针,分别指向头尾。然后依次向中间遍历
思路2:从中间朝两头扫描,直到遍历至头以及尾
"""
class ListNode(object):
    def __init__(self, x):
        self.val = x
        self.next = None

class Solution(object):
    def isPalindrome(self, string):
        head = 0
        tail = len(string) - 1
        while head < tail:
            if string[head] != string[tail]:
                return False
            else:
                head += 1
                tail -= 1
        return True

    def isPalindrome2(self, string):
        #定义中间的指针,区分奇偶,如果是奇数,中间数的两边开始
        length = len(string)
        #偶数判断
        if length%2 == 0:
            head = length//2-1
            tail = length//2
        if length % 2 == 1:
            head = length//2-1
            tail = length//2+1

        while head >= 0 and tail <= length-1:

            if string[head] != string[tail]:
                return False
            else:
                head -= 1
                tail += 1
        return True
    """
    例子:
    1、判断一条单向链表是不是“回文” 
     分析:对于单链表结构,可以用两个指针从两端或者中间遍历并判断对应字符是否相等。但这里的关键就是如何朝两个方向遍历。
     由于单链表是单向的,所以要向两个方向遍历的话,可以采取经典的快慢指针的方法,即先位到链表的中间位置,
     再将链表的后半逆置,最后用两个指针同时从链表头部和中间开始同时遍历并比较即可。 
     
    2、判断一个栈是不是“回文” 
     分析:对于栈的话,只需要将字符串全部压入栈,然后依次将各字符出栈,这样得到的就是原字符串的逆置串,
     分别和原字符串各个字符比较,就可以判断了。 
    """
    #针对单链表的回文判断
    def case1(self, head):
        if not head and not head.next:
            return True

        new_list = []

        #快慢指针法找链表的中点
        slow = fast = head
        while fast and fast.next:
            new_list.insert(0, slow.val)
            slow = slow.next
            fast = fast.next.next

        if fast: #链表有奇数个节点
            slow = slow.next

        for val in new_list:
            if val != slow.val:
                return False
            slow = slow.next
        return True

    #对于列表是栈的判断, 需要定义出栈的操作,
    def case2(self, l):
        length = len(l)
        subl = []
        for i in range(length-1, -1, -1):
            subl.append(l[i])
        if subl == l:
            print("True")
            return True
        else:
            print("False")



if __name__ == "__main__":
    s = "abcba"
    print(Solution().isPalindrome(s))
    print(Solution().isPalindrome2(s))

    l = ListNode(1)
    l.next = ListNode(2)
    l.next.next = ListNode(1)
    l.next.next.next = ListNode(1)
    print(Solution().case1(l))

    print("==========================================================")
    li = [1, 2, 3, 3, 21, 1]
    Solution().case2(li)


运行结果:

D:\1b\Anoconda\setup\set\envs\tensorflow\python.exe E:/python_workspace/algorithm/回文判断/IsPalindrome.py
True
True
False
==========================================================
False

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