LeetCode #125 验证回文串：化繁为简的 Python 解法

用 Python 优雅地攻克 LeetCode #125：验证回文串

在 LeetCode 庞大的题库中，验证回文串 (#125) 是一道经典而极具代表性的问题，考验着我们对字符串处理和算法的基本功。本文将深入探索三种使用 Python 语言优雅地解决该问题的方案，帮助你提升算法技能并解锁更多解题思路。

什么是回文串？

回文串，顾名思义，就是从左到右读与从右到左读都完全相同的字符串。举个例子，"racecar" 和 "12321" 都是回文串，因为它们无论从哪个方向读都是同一个单词或数字序列。

Python 解法

方法一：双指针法

双指针法是一种常见的解题思路，它使用两个指针分别指向字符串的开头和结尾，逐步向中间靠拢，比较指针指向的字符是否相同。如果不同，则字符串不是回文串；如果相同，则继续向内移动指针，直至指针相遇或越过字符串边界。

def is_palindrome(string):
    left, right = 0, len(string) - 1

    while left < right:
        if string[left] != string[right]:
            return False
        left += 1
        right -= 1

    return True

方法二：切片法

切片法利用 Python 中的切片操作来反转字符串，然后将反转后的字符串与原字符串进行比较。这种方法简单高效，但需要注意字符串中是否包含非字母或数字字符。

def is_palindrome(string):
    return string == string[::-1]

方法三：正则表达式

对于正则表达式爱好者来说，验证回文串也可以通过正则表达式来实现。正则表达式是一种强大的工具，可以用来匹配字符串中的特定模式。

import re

def is_palindrome(string):
    return re.match(r'^[a-zA-Z0-9]*
import re

def is_palindrome(string):
    return re.match(r'^[a-zA-Z0-9]*$') and string == string[::-1]
#x27;) and string == string[::-1]

效率比较

三种方法的效率都非常高，在大多数情况下都能在 O(n) 时间复杂度内解决问题。然而，双指针法在常数项上略有优势，因为它不需要额外的空间来反转字符串。

结语

验证回文串是算法和数据结构领域的一道基础且实用的问题。本文介绍的三种 Python 解法提供了不同的思路和实现方式，有助于深入理解字符串处理技术。无论你是初学者还是经验丰富的程序员，都可以通过这些优雅的解法提升自己的算法技能。

常见问题解答

• Q1：双指针法和切片法哪个更优？

  • A1：在效率上，双指针法略胜一筹，因为切片法需要额外的空间来反转字符串。但在可读性和简洁性上，切片法更胜一筹。

• Q2：正则表达式为什么需要使用 ^[a-zA-Z0-9]*$ 模式？

  • A2：该模式用于验证字符串中是否只包含字母或数字字符，因为回文串的定义只考虑字母或数字字符。

• Q3：有没有其他验证回文串的方法？

  • A3：有，如哈希表法、Manacher 算法和中心扩展法。这些方法在某些特殊场景下可能更适合。

• Q4：回文串还有什么应用场景？

  • A4：回文串在字符串处理、密码学和生物信息学等领域都有广泛的应用，如查找 DNA 序列中的回文片段。

• Q5：如何应对包含非字母或数字字符的回文串？

  • A5：可以对字符串进行预处理，只保留字母或数字字符，然后再应用双指针法或切片法进行判断。