LeetCode 125题：验证回文串

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题目描述

给定一个字符串 s，验证它是否是回文串，只考虑字母和数字字符，可以忽略字母的大小写。

注意： 本题中，我们将空字符串定义为有效的回文串。

示例：

• 输入: “A man, a plan, a canal: Panama”
• 输出: True
• 输入: “race a car”
• 输出: False

方法一：双指针法

解题步骤

1. 创建两个指针，分别指向字符串的开始和结束位置。
2. 向中心移动两个指针，跳过非字母和数字的字符。
3. 比较两个指针所指的字符，如果在任何时候字符不同，则字符串不是回文。
4. 如果指针成功地相遇，则字符串是回文。

Python 示例

def isPalindrome(s: str) -> bool:
    l, r = 0, len(s) - 1
    while l < r:
        while l < r and not s[l].isalnum():
            l += 1
        while l < r and not s[r].isalnum():
            r -= 1
        if s[l].lower() != s[r].lower():
            return False
        l += 1
        r -= 1
    return True
# Example usage
print(isPalindrome("A man, a plan, a canal: Panama"))  # Output: True
print(isPalindrome("race a car"))  # Output: False

算法分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是字符串的长度，最坏情况下需要检查所有字符。
• 空间复杂度：O(1)，只使用了固定的额外空间。

算法图解与说明

示例 "A man, a plan, a canal: Panama"
双指针分别从两端开始向中间靠拢，跳过非字母和数字的字符，依次比较：
  A 与 a, m 与 m, a 与 a, n 与 n, ...
最终两指针相遇，确认为回文串。

方法二：过滤和反转字符串

解题步骤

1. 使用字符串方法和列表推导过滤出字母和数字字符。
2. 将过滤后的字符串转换为小写。
3. 比较过滤后的字符串和它的反转，如果相同则是回文。

Python 示例

def isPalindrome(s: str) -> bool:
    filtered_chars = [char.lower() for char in s if char.isalnum()]
    return filtered_chars == filtered_chars[::-1]
# Example usage
print(isPalindrome("A man, a plan, a canal: Panama"))  # Output: True
print(isPalindrome("race a car"))  # Output: False

算法分析

• 时间复杂度：O(n)，其中 n 是字符串的长度。
• 空间复杂度：O(n)，存储了过滤后的字符串。

算法图解与说明

使用列表推导提取 "A man, a plan, a canal: Panama" 中的字母和数字：
  "amanaplanacanalpanama"
比较该字符串与其反转：
  "amanaplanacanalpanama" == "amanaplanacanalpanama"
确认为回文。

这两种方法都能有效地解决验证回文字符串的问题，方法一在空间上更优，而方法二在代码简洁性上有优势。

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