9. 回文数

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方法:反转一半数字

思路

映入脑海的第一个想法是将数字转换为字符串,并检查字符串是否为回文。但是,这需要额外的非常量空间来创建问题描述中所不允许的字符串。

///简单粗暴,看看就行
class Solution {
    public boolean isPalindrome(int x) {
        String reversedStr = (new StringBuilder(x + "")).reverse().toString();
        return (x + "").equals(reversedStr);
    }
}

第二个想法是将数字本身反转,然后将反转后的数字与原始数字进行比较,如果它们是相同的,那么这个数字就是回文。
但是,如果反转后的数字大于 int.MAX,我们将遇到整数溢出问题。

按照第二个想法,为了避免数字反转可能导致的溢出问题,为什么不考虑只反转 int 数字的一半?毕竟,如果该数字是回文,其后半部分反转后应该与原始数字的前半部分相同。

例如,输入 1221,我们可以将数字 “1221” 的后半部分从 “21” 反转为 “12”,并将其与前半部分 “12” 进行比较,因为二者相同,我们得知数字 1221 是回文。

让我们看看如何将这个想法转化为一个算法。

算法

首先,我们应该处理一些临界情况。所有负数都不可能是回文,例如:-123 不是回文,因为 - 不等于 3。所以我们可以对所有负数返回 false。

现在,让我们来考虑如何反转后半部分的数字。
对于数字 1221,如果执行 1221 % 10,我们将得到最后一位数字 1,要得到倒数第二位数字,我们可以先通过除以 10 把最后一位数字从 1221 中移除,1221 / 10 = 122,再求出上一步结果除以 10 的余数,122 % 10 = 2,就可以得到倒数第二位数字。如果我们把最后一位数字乘以 10,再加上倒数第二位数字,1 * 10 + 2 = 12,就得到了我们想要的反转后的数字。如果继续这个过程,我们将得到更多位数的反转数字。

现在的问题是,我们如何知道反转数字的位数已经达到原始数字位数的一半?

我们将原始数字除以 10,然后给反转后的数字乘上 10,所以,当原始数字小于反转后的数字时,就意味着我们已经处理了一半位数的数字

取出后半段数字进行翻转

这里需要注意的一个点就是由于回文数的位数可奇可偶,所以当它的长度是偶数时,它对折过来应该是相等的;当它的长度是奇数时,那么它对折过来后,有一个的长度需要去掉一位数(除以 10 并取整)。

具体做法如下:

  • 每次进行取余操作 ( %10),取出最低的数字:y = x % 10
  • 将最低的数字加到取出数的末尾:revertNum = revertNum * 10 + y
  • 每取一个最低位数字,x 都要自除以 10
  • 判断 x 是不是小于 revertNum ,当它小于的时候,说明数字已经对半或者过半了
  • 最后,判断奇偶数情况:如果是偶数的话,revertNum 和 x 相等;如果是奇数的话,最中间的数字就在revertNum 的最低位上,将它除以 10 以后应该和 x 相等。
class Solution {
    public boolean isPalindrome(int x) {
        //思考:这里大家可以思考一下,为什么末尾为 0 就可以直接返回 false
        if (x < 0 || (x % 10 == 0 && x != 0))         return false;
        
        int revertedNumber = 0;
        while (x > revertedNumber) {
            revertedNumber = revertedNumber * 10 + x % 10;
            x /= 10;
        }
        return x == revertedNumber || x == revertedNumber / 10;
    }
}
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