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