全方位解析回文字符串的判断方法与实现_判断回文字符串-优快云博客

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回文字符串是一种特殊的字符串，其特点是正向和反向的读法完全相同。例如：“madam” 和 “level” 是回文，而 “hello” 不是回文。本文将从简单到复杂，系统讲解多种判断回文字符串的方法，并提供对应的代码实现。

一、什么是回文字符串？

回文字符串的定义：

字符串从左到右与从右到左的读法一致。
可以为空字符串，也可以是单个字符组成的字符串。

示例

字符串	是否回文
`"radar"`	是
`"hello"`	否
`"A man, a plan, a canal: Panama"`	是

二、实现方法

以下为实现回文判断的常见方法，包括基础方法和扩展方法。

2.1 双指针法

原理

使用两个指针，一个从左往右，一个从右往左，逐步比较字符。
如果所有字符都相等，则字符串是回文。

Java实现

public class PalindromeChecker {
    public static boolean isPalindrome(String s) {
        int left = 0, right = s.length() - 1;
        while (left < right) {
            if (s.charAt(left) != s.charAt(right)) {
                return false;
            }
            left++;
            right--;
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String test = "radar";
        System.out.println(test + " 是回文？ " + isPalindrome(test));
    }
}

Python实现

def is_palindrome(s):
    left, right = 0, len(s) - 1
    while left < right:
        if s[left] != s[right]:
            return False
        left += 1
        right -= 1
    return True

test = "radar"
print(f"{test} 是回文？ {is_palindrome(test)}")

2.2 字符串反转法

原理

反转字符串后，判断是否与原字符串相同。

Java实现

public class PalindromeCheckerReverse {
    public static boolean isPalindrome(String s) {
        String reversed = new StringBuilder(s).reverse().toString();
        return s.equals(reversed);
    }

    public static void main(String[] args) {
        String test = "level";
        System.out.println(test + " 是回文？ " + isPalindrome(test));
    }
}

Python实现

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

test = "level"
print(f"{test} 是回文？ {is_palindrome(test)}")

2.3 忽略大小写与非字母字符

原理

忽略非字母数字字符（如空格、标点符号）。
将所有字符转换为小写后判断。

Java实现

public class PalindromeCheckerAdvanced {
    public static boolean isPalindrome(String s) {
        int left = 0, right = s.length() - 1;
        while (left < right) {
            while (left < right && !Character.isLetterOrDigit(s.charAt(left))) {
                left++;
            }
            while (left < right && !Character.isLetterOrDigit(s.charAt(right))) {
                right--;
            }
            if (Character.toLowerCase(s.charAt(left)) != Character.toLowerCase(s.charAt(right))) {
                return false;
            }
            left++;
            right--;
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String test = "A man, a plan, a canal: Panama";
        System.out.println("\"" + test + "\"" + " 是回文？ " + isPalindrome(test));
    }
}

Python实现

def is_palindrome(s):
    filtered = ''.join(char.lower() for char in s if char.isalnum())
    return filtered == filtered[::-1]

test = "A man, a plan, a canal: Panama"
print(f"\"{test}\" 是回文？ {is_palindrome(test)}")

2.4 栈方法

原理

将字符串的前半部分入栈，后半部分与栈顶元素比较。

Java实现

import java.util.Stack;

public class PalindromeCheckerStack {
    public static boolean isPalindrome(String s) {
        Stack<Character> stack = new Stack<>();
        int n = s.length();
        for (int i = 0; i < n / 2; i++) {
            stack.push(s.charAt(i));
        }
        for (int i = (n + 1) / 2; i < n; i++) {
            if (stack.pop() != s.charAt(i)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        String test = "madam";
        System.out.println(test + " 是回文？ " + isPalindrome(test));
    }
}

Python实现

def is_palindrome(s):
    stack = list(s[:len(s)//2])
    for char in s[(len(s)+1)//2:]:
        if stack.pop() != char:
            return False
    return True

test = "madam"
print(f"{test} 是回文？ {is_palindrome(test)}")

三、扩展应用

3.1 判断数字是否为回文

思路

转换数字为字符串后判断。
或者通过数学方法反转数字。

Python实现（数学方法）

def is_palindrome_number(n):
    if n < 0:
        return False
    original, reversed_num = n, 0
    while n > 0:
        reversed_num = reversed_num * 10 + n % 10
        n //= 10
    return original == reversed_num

test = 121
print(f"{test} 是回文数？ {is_palindrome_number(test)}")

3.2 找最长回文子串

思路

使用动态规划或中心扩展法找到最长回文子串。

示例

字符串 "babad" 的最长回文子串为 "bab" 或 "aba"。

四、方法性能对比

方法	时间复杂度	空间复杂度	适用场景
双指针法	O(n)	O(1)	普通字符串判断
字符串反转法	O(n)	O(n)	简单直观实现
忽略大小写法	O(n)	O(n)	涉及特殊字符过滤
栈方法	O(n)	O(n)	可扩展到复杂结构如链表