TCS编码实践问题 | 回文字符串

在TCS编码实践中，回文字符串是一个常见的问题。回文字符串是指正着读和倒着读都一样的字符串。例如，“aba”、“racecar”都是回文字符串。本文将介绍如何使用不同的算法和数据结构来实现回文字符串。

算法实现

算法1：暴力破解

暴力破解是最简单的方法，即对于每个字符串，去检查它是否是一个回文字符串。需要用到两个指针，一个指向首位，一个指向末位，然后逐个比较字符，直到两个指针相遇或越过中心线。如果比较过程中有不同的字符，则不是回文字符串。代码实现如下：

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

算法2：中心扩展法

中心扩展法是比较高效的方法，首先需要确定回文中心的位置，然后向左右两边扩展，直到不满足回文条件为止。需要分两种情况讨论：

• 回文中心是单个字符
• 回文中心是两个字符

代码实现如下：

def longest_palindrome(string):
    max_len = 0
    start = 0
    for i in range(len(string)):
        # 回文中心是单个字符
        left, right = i, i
        while left >= 0 and right < len(string) and string[left] == string[right]:
            if right - left + 1 > max_len:
                max_len = right - left + 1
                start = left
            left -= 1
            right += 1
        # 回文中心是两个字符
        left, right = i, i + 1
        while left >= 0 and right < len(string) and string[left] == string[right]:
            if right - left + 1 > max_len:
                max_len = right - left + 1
                start = left
            left -= 1
            right += 1
    return string[start:start + max_len]

数据结构实现

在数据结构实现中，可以使用栈或队列来实现回文字符串的判断。

数据结构1：栈

将字符串的前半部分入栈，然后出栈判断是否和后半部分一致。如果是回文字符串，栈中第一个字符和字符串后半部分最后一个字符一样，第二个字符和倒数第二个字符一样，以此类推。代码实现如下：

def palindrome_with_stack(string):
    stack = []
    for i in range(len(string) // 2):
        stack.append(string[i])
    j = len(string) // 2 + 1 if len(string) % 2 else len(string) // 2
    for i in range(j, len(string)):
        if stack.pop() != string[i]:
            return False
    return True

数据结构2：队列

将字符串的前半部分入队，然后依次出队判断是否和后半部分一致。如果是回文字符串，队列中第一个字符和字符串后半部分最后一个字符一样，第二个字符和倒数第二个字符一样，以此类推。代码实现如下：

from collections import deque

def palindrome_with_queue(string):
    queue = deque()
    for i in range(len(string) // 2):
        queue.append(string[i])
    j = len(string) // 2 + 1 if len(string) % 2 else len(string) // 2
    for i in range(j, len(string)):
        if queue.popleft() != string[i]:
            return False
    return True

总结

回文字符串是一个简单但常见的问题，不同的算法和数据结构可以用来解决它。在算法实现中，暴力破解和中心扩展法是两种常见的方法；在数据结构实现中，栈和队列可以用来实现回文字符串的判断。在实际工作中，需要考虑时间和空间复杂度，选择合适的算法和数据结构来解决问题。