知识拓展练习（经典面试题） / 25. 验证回文串

一、题目

如果在将所有大写字符转换为小写字符、并移除所有非字母数字字符之后，短语正着读和反着读都一样。则可以认为该短语是一个回文串。

字母和数字都属于字母数字字符。

给你一个字符串 s，如果它是回文串，返回 true ；否则，返回 false 。

二、示例

示例 1：
输入: s = "A man, a plan, a canal: Panama"
输出：true
解释："amanaplanacanalpanama" 是回文串。
示例 2：
输入：s = "race a car"
输出：false
解释："raceacar" 不是回文串。
示例 3：
输入：s = " "
输出：true
解释：在移除非字母数字字符之后，s 是一个空字符串 "" 。
由于空字符串正着反着读都一样，所以是回文串。

三、提示

1 <= s.length <= 2 * 10^5
s 仅由可打印的 ASCII 字符组成

四、参考题解

1、前言

本题考查的是语言中常用字符（串）相关 API 的使用。本题解会给出解题思路以及参考代码，如果代码中有读者不熟悉的 API，可以自行查阅资料学习。

2、方法一：筛选 + 判断

最简单的方法是对字符串 s 进行一次遍历，并将其中的字母和数字字符进行保留，放在另一个字符串 sgood 中。这样我们只需要判断 sgood 是否是一个普通的回文串即可。

判断的方法有两种。第一种是使用语言中的字符串翻转 API 得到 sgood 的逆序字符串 sgood_rev，只要这两个字符串相同，那么 sgood 就是回文串。

//Java
class Solution {
  public boolean isPalindrome(String s) {
    StringBuffer sgood = new StringBuffer();
    int length = s.length();
    for (int i = 0; i < length; i++) {
      char ch = s.charAt(i);
      if (Character.isLetterOrDigit(ch)) {
        sgood.append(Character.toLowerCase(ch));
      }
    }
    StringBuffer sgood_rev = new StringBuffer(sgood).reverse();
    return sgood.toString().equals(sgood_rev.toString());
  }
}

第二种是使用双指针。初始时，左右指针分别指向 sgood 的两侧，随后我们不断地将这两个指针相向移动，每次移动一步，并判断这两个指针指向的字符是否相同。当这两个指针相遇时，就说明 sgood 时回文串。

//Java
class Solution {
  public boolean isPalindrome(String s) {
    StringBuffer sgood = new StringBuffer();
    int length = s.length();
    for (int i = 0; i < length; i++) {
      char ch = s.charAt(i);
      if (Character.isLetterOrDigit(ch)) {
        sgood.append(Character.toLowerCase(ch));
      }
    }
    int n = sgood.length();
    int left = 0, right = n - 1;
    while (left < right) {
      if (Character.toLowerCase(sgood.charAt(left)) != Character.toLowerCase(sgood.charAt(right))) {
        return false;
      }
      ++left;
      --right;
    }
    return true;
  }
}

复杂度分析

时间复杂度：O(∣s∣)，其中 ∣s∣ 是字符串 s 的长度。

空间复杂度：O(∣s∣)。由于我们需要将所有的字母和数字字符存放在另一个字符串中，在最坏情况下，新的字符串 sgood 与原字符串 s 完全相同，因此需要使用 O(∣s∣) 的空间。

2、方法二：在原字符串上直接判断

我们可以对方法一中第二种判断回文串的方法进行优化，就可以得到只使用 O(1) 空间的算法。

我们直接在原字符串 s 上使用双指针。在移动任意一个指针时，需要不断地向另一指针的方向移动，直到遇到一个字母或数字字符，或者两指针重合为止。也就是说，我们每次将指针移到下一个字母字符或数字字符，再判断这两个指针指向的字符是否相同。

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