【每日力扣16】验证回文串
一、题目[LeetCode-125]
给定一个字符串，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。
说明：本题中，我们将空字符串定义为有效的回文串。
示例 1:
输入: "A man, a plan, a canal: Panama"
输出: true
解释："amanaplanacanalpanama" 是回文串
示例 2:
输入: "race a car"
输出: false
解释："raceacar" 不是回文串
提示：
- 1 <= s.length <= 2 * 10^5
- 字符串 s 由 ASCII 字符组成
二、思路
双指针法——左右指针
使用双指针，分别在字符串最左端和最右端使用左指针left和右指针right来进行遍历。
考虑到①题目输入中会有空格和逗号等的存在，而算法只考虑数字字符和字母，因此用ASCII码作为条件过滤，只考虑ASCII码在48~57（数字0~9）、65~90（大写字母A~Z）和97~122（小写字母a~z）的字符，对其进行验证。
②题目要求忽略大小写，意味着如果left和right指向的值可以不相同且互为大小写（ASCII码值相差恰为32）。
则使用一个循环，终止条件为left==right，每次判断left和right指向的值是否在[48, 57][65, 90][97, 122]范围内，不在的则跳过向下迭代。如果left的值等于right的值或者二者较小者在[65,90]范围内且恰好比较大者小32，left与right分别向右、向左迭代，反之直接返回false。循环完成后返回true。
class Solution {
public:
bool isPalindrome(string s) {
int n = s.size();
if (n == 0)
return true;//空字符串的退化情况
int left = 0, right = n - 1;//声明双指针
while (left < right)
{
if (s[left] < 48 || s[left] > 57 && s[left] < 65 || s[left] > 90 && s[left] < 97 || s[left] >122)//如果左指针的值不是数字字符或大小写字符
{
left++;
continue;
}
if (s[right] < 48 || s[right] > 57 && s[right] < 65 || s[right] > 90 && s[right] < 97 || s[right] >122)//如果右指针的值不是数字字符或大小写字符
right--;
else
{
if (s[left] == s[right])//如果左右指针的值相等
{
left++;
right--;//那么两指针向下迭代
}
else//如果不相等，先判断分别互为大小写的情况
{
if (s[left] < s[right])
{
if (s[left] >= 65 && s[left] <= 90 && s[right] - s[left] == 32) { left++; right--; }
else return false;
}
else
{
if (s[right] >= 65 && s[right] <= 90 && s[left] - s[right] == 32) { left++; right--; }
else return false;
}
}
}
}
return true;
}
};
纠错：总结在调试该代码中所犯的错误
①
if (s[left] < 48 || s[left] > 57 && s[left] < 65 || s[left] > 90 && s[left] < 97 || s[left] >122)//如果左指针的值不是数字字符或大小写字符该行的逻辑判断把||全写成了&&
②
if (s[left] < 48 || s[left] > 57 && s[left] < 65 || s[left] > 90 && s[left] < 97 || s[left] >122)//如果左指针的值不是数字字符或大小写字符
{
left++;
continue;
}这里的continue一开始没加上。这会导致如果s[left]是非数字字母，于是left递增了一，但之后s[left]仍然是非数字字母，可同时s[right]是数字字母，这样将会进入后续的判断从而直接返回false。
三、官方解法
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。
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。
class Solution {
public:
bool isPalindrome(string s) {
string sgood;
for (char ch: s) {
if (isalnum(ch)) {
sgood += tolower(ch);
}
}
string sgood_rev(sgood.rbegin(), sgood.rend());
return sgood == sgood_rev;
}
};
作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/valid-palindrome/solution/yan-zheng-hui-wen-chuan-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。另一种方法是使用双指针。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。
class Solution {
public:
bool isPalindrome(string s) {
string sgood;
for (char ch: s) {
if (isalnum(ch)) {
sgood += tolower(ch);
}
}
int n = sgood.size();
int left = 0, right = n - 1;
while (left < right) {
if (sgood[left] != sgood[right]) {
return false;
}
++left;
--right;
}
return true;
}
};
作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/valid-palindrome/solution/yan-zheng-hui-wen-chuan-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。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。
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:
bool isPalindrome(string s) {
int n = s.size();
int left = 0, right = n - 1;
while (left < right) {
while (left < right && !isalnum(s[left])) {
++left;
}
while (left < right && !isalnum(s[right])) {
--right;
}
if (left < right) {
if (tolower(s[left]) != tolower(s[right])) {
return false;
}
++left;
--right;
}
}
return true;
}
};
作者：LeetCode-Solution
链接：https://leetcode-cn.com/problems/valid-palindrome/solution/yan-zheng-hui-wen-chuan-by-leetcode-solution/
来源：力扣（LeetCode）
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。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(1)。
四、学习心得
①常用字符（串）API的使用
笔者解法里通过判断ASCII码的分布范围来筛选出字母和数字，但是有三个区间段，判断条件写起来非常冗长，而且很容易出错。（这道题编译错误的时候挨个查bug就查了很久）其次，对于字母大小写的判断通过ACSII码之间的数值关系也会使得代码很冗长，并且容易出错。
但是由官解我们知道，对字母数字的判断可以直接调用API，isalnum()即可筛选出字母和数字。其次，API tolower()即可将大写字母直接转换为小写，从而省去很多不必要的判断。
通过将用ACSII码判断的方式改为调用两个API，代码明显简洁易懂，且出错率大大降低。
②循环语句的优化
开始判断字符是否为数字字母时，笔者解法里分别对左右指针使用两个for循环来判断，而前一个需要使用continue，后一个在else部分写出算法主体，即冗长又缺乏对称美，没有可读性。
if (s[left] < 48 || s[left] > 57 && s[left] < 65 || s[left] > 90 && s[left] < 97 || s[left] >122)//如果左指针的值不是数字字符或大小写字符
{
left++;
continue;
}
if (s[right] < 48 || s[right] > 57 && s[right] < 65 || s[right] > 90 && s[right] < 97 || s[right] >122)//如果右指针的值不是数字字符或大小写字符
right--;
else
{
...//主体部分
}而在官解里分别对左右指针使用了while循环语句，来判断两个指针的值是否为数字字母，代码更加简洁易懂，同时具有对称的美感。
while (left < right && !isalnum(s[left])) {
++left;
}
while (left < right && !isalnum(s[right])) {
--right;
}
...//主体部分