解密 LeetCode.125 验证回文串：详解回文判定算法

闲谈

2023-11-16 11:03:58

在浩瀚的计算机编程世界中，LeetCode 是一个备受欢迎的在线编程平台，它提供海量的编程问题供开发者们挑战和学习。本文将带领大家深入探究 LeetCode.125 验证回文串这一经典问题，领略回文判定算法的神奇魅力。

认识回文串

回文串，顾名思义，是指从左向右读和从右向左读都相同的字符串。例如，字符串 “racecar” 是一个回文串，因为它从左到右读是 “racecar”，从右到左读也是 “racecar”。

算法剖析

为了验证一个字符串是否是回文串，我们可以采用如下算法：

预处理字符串：首先，我们需要将字符串进行预处理，去除所有非字母数字字符，并统一转换为小写。
构建栈或队列：接下来，我们可以利用栈或队列数据结构来存储字符串的字符。栈是一种后进先出的数据结构，而队列是一种先进先出的数据结构。
字符对比：利用栈或队列，我们可以将字符串的字符逐个比较。如果字符相同，则继续比较下一个字符；如果字符不同，则说明字符串不是回文串。
返回结果：如果字符串中的所有字符都相同，则说明字符串是回文串，否则不是回文串。

LeetCode 题目解析

现在，让我们将上述算法应用于 LeetCode.125 验证回文串这一问题。

首先，我们需要对给定的字符串进行预处理。我们可以使用正则表达式来去除所有非字母数字字符，并将字符串转换为小写。

import re

def is_palindrome(string):
    # 预处理字符串
    string = re.sub(r'[^a-zA-Z0-9]', '', string).lower()

    # 使用栈来存储字符
    stack = []

    # 将字符串的字符逐个入栈
    for char in string:
        stack.append(char)

    # 将字符串的字符逐个出栈并比较
    while len(stack) > 1:
        first_char = stack.pop()
        last_char = stack.pop()
        if first_char != last_char:
            return False

    # 如果字符串中的所有字符都相同，则说明字符串是回文串
    return True

算法改进

上述算法的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。如果我们使用双指针法，则可以将时间复杂度优化为 O(n/2)。

def is_palindrome(string):
    # 预处理字符串
    string = re.sub(r'[^a-zA-Z0-9]', '', string).lower()

    # 定义两个指针，分别指向字符串的首尾
    left_pointer = 0
    right_pointer = len(string) - 1

    # 比较字符，直到指针相遇或越界
    while left_pointer < right_pointer:
        if string[left_pointer] != string[right_pointer]:
            return False
        left_pointer += 1
        right_pointer -= 1

    # 如果字符串中的所有字符都相同，则说明字符串是回文串
    return True