Python双端队列实现回文检测
作者：叶庭云
一、双端队列
双端队列 Deque 是一种有次序的数据集，跟队列相似，其两端可以称作"首" 和 "尾"端，但 Deque 中数据项既可以从队首加入，也可以从队尾加入；数据项也可以从两端移除。某种意义上说，双端队列集成了栈和队列的能力。
但双端队列并不具有内在的 LIFO 或者 FIFO 特性，如果用双端队列来模拟栈或队列，需要由使用者自行维护操作的一致性。
用 Python 实现抽象数据类型Deque，Deque定义的操作如下：
- Deque()：创建一个空双端队列；
- add_front(item)：将 item 加入队首；
- add_tail(item)：将 item 加入队尾；
- remove_front()：从队首移除数据项，返回值为移除的数据项；
- remove_tail()：从队尾移除数据项，返回值为移除的数据项；
- is_empty()：返回 Deque 是否为空；
- get_size()：返回 Deque 中包含数据项的个数。
定义双端队列，代码实现如下：
class Deque:
def __init__(self): # 创建空的双端队列
self.items = []
def is_empty(self): # 判断双端队列是否为空
return self.items == []
def add_front(self, item): # 从队首加入元素
self.items.append(item)
def add_tail(self, item): # 从队尾加入元素
self.items.insert(0, item)
def remove_front(self): # 从队首删除元素
if self.is_empty():
raise Exception('Queue is empty')
return self.items.pop()
def remove_tail(self): # 从队尾删除元素
if self.is_empty():
raise Exception('Queue is empty')
return self.items.pop(0)
def get_size(self): # 获取双端队列元素数量
return len(self.items)操作复杂度：add_front / remove_front，O(1)；add_tail / remove_tail，O(n)。
二、回文检测
“回文词” 指正读和反读都一样的词，如radar、bob、toot；中文：“上海自来水来自海上”，“山东落花生花落东山”。
用双端队列很容易解决 “回文词” 问题，先将需要判定的词从队尾加入Deque，再从两端同时移除字符判定是否相同，直到 Deque 中剩下 0 个或 1 个字符。
算法实现如下：
def palindrome_check(string): # 回文检测
str_deque = Deque()
for item in string:
str_deque.add_front(item)
check_flag = True
while str_deque.get_size() > 1 and check_flag:
left = str_deque.remove_front() # 队尾移除
right = str_deque.remove_tail() # 队首移除
if left != right: # 只要有一次不相等 不是回文
check_flag = False
# 判断完一遍 check_flag为True 是回文
return check_flag
print(palindrome_check("radar"))
print(palindrome_check("abcbac"))
print(palindrome_check("上海自来水来自海上"))
补充
Python还可以通过双游标判断字符串是否是回文串
从字符串s两端指定两个游标low，high
如果low游标指向了 非字母和数字（即空格和符号）,那么low游标往后移一位；
如果high游标指向了 非字母和数字（即空格和符号）,那么high游标往前移一位；
直至low和high都指向了数字或字母，此时进行比较，是否相同。
如果比较的结果是True，则low往后移一位，high往前移一位
如果比较的结果是False，则直接返回False
重复上述判断，直至low和high重合，此时表示完成了字符串s内前后元素的一一对比判断，返回True即可。
代码如下
class Solution(object):
def isPalindrome(self, s):
"""
:type s: str
:rtype: bool
"""
low = 0
high = len(s) - 1
#在字符串为空或只有一个字符时，返回True
if len(s) <= 1:
return True
# 设定low和high对比的条件
while low < high:
# 如果不是字母或数字，low往后移一位【low < high为必须条件，不然会造成索引越界】
while not s[low].isalnum() and low < high:
low += 1
# 如果不是字母或数字，high往前移一位
while not s[high].isalnum() and low < high:
high -= 1
# 判断：如果相同，继续下一次对比；如果不相同，直接返回False
if s[low].lower() == s[high].lower():
low += 1
high -= 1
else:
return False
# low和high重合，即退出循环，表示前后都是一一对应的，返回True
return True
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