Java算法题-解析回文字符串问题

题目

猫咪最近在研究回文字符串，它想知道如何判断一个字符串是否是回文字符串。回文字符串是指从左到右和从右到左读都一样的字符串。你能帮助猫咪找到解决方案吗？

引言

判断一个字符串是否是回文字符串是一个常见的问题。回文字符串的特点是从左到右和从右到左读都是一样的。要解决这个问题，我们可以采用以下方法。

算法思路

1. 首先，我们需要处理字符串，将字符串中的字母字符提取出来，并将它们全部转换为小写字母，同时忽略其他字符。这可以使用正则表达式或循环遍历字符串实现。
2. 接下来，我们可以使用双指针的方法来判断字符串是否是回文的。一个指针从字符串的开头向后移动，另一个指针从字符串的末尾向前移动，逐个比较字符是否相等。
3. 如果两个指针指向的字符不相等，那么字符串就不是回文的。
4. 如果两个指针指向的字符相等，我们继续向中间移动，直到两个指针相遇。
5. 如果在整个过程中没有发现不相等的字符，那么字符串就是回文的。

代码实现

以下是使用 Java 实现的解决方案：

public class ValidPalindrome {
    public boolean isPalindrome(String s) {
        if (s == null) {
            return false;
        }

        s = s.toLowerCase().replaceAll("[^a-zA-Z0-9]", "");
        int left = 0;
        int right = s.length() - 1;

        while (left < right) {
            if (s.charAt(left) != s.charAt(right)) {
                return false;
            }
            left++;
            right--;
        }

        return true;
    }
}

算法分析

• 时间复杂度：遍历字符串一次，因此时间复杂度为 O(n)，其中 n 是字符串的长度。
• 空间复杂度：使用了常数额外的空间，因此空间复杂度为 O(1)。

示例和测试

我们可以使用以下代码进行测试：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ValidPalindrome solution = new ValidPalindrome();
        String s1 = "A man, a plan, a canal: Panama";
        String s2 = "race a car";

        System.out.println("s1 是否为回文字符串: " + solution.isPalindrome(s1)); // 输出 true
        System.out.println("s2 是否为回文字符串: " + solution.isPalindrome(s2)); // 输出 false
    }
}

总结

判断一个字符串是否是回文字符串是一个常见的问题，通过处理字符串中的字母字符并使用双指针的方法，我们可以有效地解决这个问题。这个问题的时间复杂度是 O(n)，空间复杂度是 O(1)。了解如何判断回文字符串对于处理字符串相关的问题非常有用。