Java 中的回文代码：深入解析与实践

简介

在编程世界里，回文是一个有趣且常见的概念。在 Java 中，处理回文相关的代码可以帮助我们理解字符串操作、算法设计以及逻辑思维。本文将全面探讨 Java 中回文代码的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握这一技术点。

回文的基础概念

回文是指一个字符串、数字或其他序列，从前往后读和从后往前读是一样的。例如，字符串 "madam"、数字 "121" 都是回文。在编程中，判断一个给定的输入是否为回文是一个常见的任务。

Java 中判断回文的使用方法

使用字符串反转

public class PalindromeExample1 {
    public static boolean isPalindrome(String str) {
        StringBuilder reversed = new StringBuilder(str).reverse();
        return str.equals(reversed.toString());
    }

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

在上述代码中，我们使用 StringBuilder 的 reverse 方法将字符串反转，然后比较原字符串和反转后的字符串是否相等。如果相等，则说明该字符串是回文。

使用双指针法

public class PalindromeExample2 {
    public static boolean isPalindrome(String str) {
        int left = 0;
        int right = str.length() - 1;
        while (left < right) {
            if (str.charAt(left) != str.charAt(right)) {
                return false;
            }
            left++;
            right--;
        }
        return true;
    }

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

双指针法通过在字符串的两端设置指针，逐步向中间移动，比较指针指向的字符是否相等。如果在任何时候发现不相等的字符，则说明该字符串不是回文。

常见实践

判断数字是否为回文

public class PalindromeNumber {
    public static boolean isPalindrome(int num) {
        if (num < 0) {
            return false;
        }
        int reversed = 0, original = num;
        while (num != 0) {
            int digit = num % 10;
            reversed = reversed * 10 + digit;
            num /= 10;
        }
        return original == reversed;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int testNumber = 121;
        if (isPalindrome(testNumber)) {
            System.out.println(testNumber + " 是回文数字");
        } else {
            System.out.println(testNumber + " 不是回文数字");
        }
    }
}

这段代码将数字转换为反转形式，然后比较原数字和反转后的数字是否相等，以此判断该数字是否为回文。

判断链表是否为回文

class ListNode {
    int val;
    ListNode next;
    ListNode(int x) { val = x; }
}

public class PalindromeLinkedList {
    public static boolean isPalindrome(ListNode head) {
        if (head == null) {
            return true;
        }
        ListNode slow = head, fast = head, prev = null;
        while (fast != null && fast.next != null) {
            fast = fast.next.next;
            ListNode temp = slow.next;
            slow.next = prev;
            prev = slow;
            slow = temp;
        }
        if (fast != null) {
            slow = slow.next;
        }
        while (prev != null && slow != null) {
            if (prev.val != slow.val) {
                return false;
            }
            prev = prev.next;
            slow = slow.next;
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        ListNode head = new ListNode(1);
        head.next = new ListNode(2);
        head.next.next = new ListNode(2);
        head.next.next.next = new ListNode(1);
        if (isPalindrome(head)) {
            System.out.println("链表是回文");
        } else {
            System.out.println("链表不是回文");
        }
    }
}

此代码通过快慢指针找到链表的中间节点，反转前半部分链表，然后比较前半部分和后半部分链表的值是否相等，来判断链表是否为回文。

最佳实践

性能优化

避免不必要的对象创建：在判断回文时，尽量减少中间对象的创建。例如，使用双指针法比字符串反转法在性能上更优，因为字符串反转会创建新的 StringBuilder 对象。
减少循环次数：对于数字判断回文，可以只处理一半的数字。例如，对于四位数 "1221"，只需要比较前两位和后两位。

代码可读性优化

使用注释：在代码中添加清晰的注释，解释关键步骤和算法思路，使代码更易于理解和维护。
提取方法：将复杂的逻辑提取成独立的方法，提高代码的模块化和可复用性。

小结

本文详细介绍了 Java 中回文代码的相关知识，包括基础概念、不同的判断方法（字符串反转、双指针法）、常见实践（判断数字和链表是否为回文）以及最佳实践（性能优化和代码可读性优化）。通过这些内容，读者可以深入理解并灵活运用回文代码，在实际编程中更好地解决相关问题。

参考资料

Oracle Java 官方文档
《Effective Java》
Stack Overflow 相关讨论

希望这篇博客能帮助你更好地掌握 Java 中回文代码的知识和应用！