【字符串处理算法】回文判断的算法设计及C代码实现

一、需求描述

输入一个字符串，编写程序判断这个字符串是否是回文串。

为了便于说明，设定输入的字符串分为中文字符串和非中文字符串两种。其中，中文字符串中仅包含中文字符，非中文字符串中不包含中文字符。

所谓回文串，是指正读和反读都一样的字符串。下面举几个例子予以说明：

1.“level”是一个非中文字符的回文串，因为正读和反读都是“level”。

2.“Good”不是一个非中文字符的回文串。

3.“我爱我”是一个中文字符的回文串，因为正读和反读都是“我爱我”。

4.“我爱你”不是一个中文字符的回文串。

二、算法设计

对于非中文字符的回文串的判断比较简单，我们只要以字符串的中间为原点，比较前后对应的字符是否相等就可以了；但对于中文字符的回文串的判断要复杂一点，因为一个中文字符占两个字节，我们不能采用非中文字符的回文串的判断方法，而是应该先单独获取每个中文字符，然后再比较一前一后两个字符是否相等。

程序的总体流程如图1所示。

图1 程序的总体流程

三、特殊流程考虑

在编写程序的过程中，我们要对输入的字符串的长度及格式多做考虑，如：

1.如果输入的字符串中只有一个字符，那么程序直接返回，不执行后续流程，因为回文串中至少有两个及以上的字符。

2.如果输入的中文串中含有非中文字符，或者是输入的非中文串中含有中文字符，那么程序直接返回，不执行后续流程。

四、程序代码

/**********************************************************************
* 版权所有 (C)2016, Zhou Zhaoxiong。
*
* 文件名称： PalindromicString.c
* 文件标识： 无
* 内容摘要： 回文判断
* 其它说明： 形如madam, php, 2992, 1234321这样的串就是回文串
* 当前版本： V1.0
* 作    者： Zhou Zhaoxiong
* 完成日期： 20160222
*
**********************************************************************/
#include 
   
    


// 重新定义数据类型
typedef signed   char  INT8;
typedef          int   INT32;
typedef unsigned int   UINT32;

// 全局变量声明, 用于存放汉字, 最大支持100个汉字
INT8   gszStrCharArray[101][5] = {0};  
UINT32 giCharNum               = 0;


// 函数声明
void JudgePalindromicString(INT8 *pszInputStr, UINT32 iInputStrLen, UINT32 iStrType);
void GetChineseChars(INT8 *pszInputStr);
INT32 JudgeStrFormat(INT8 *pszInputStr, UINT32 iStrType);


/**********************************************************************
* 功能描述： 主函数
* 输入参数： 无
* 输出参数： 无
* 返 回 值： 0-执行成功   其它-执行失败
* 其它说明： 无
* 修改日期        版本号     修改人            修改内容
* ---------------------------------------------------------------------
* 20160222        V1.0     Zhou Zhaoxiong      创建
***********************************************************************/
INT32 main()
{
    UINT32 iStrType        = 0;
    INT32  iRetVal         = 0;
    INT8   szInputStr[100] = {0};

    printf("Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串): \n");
    scanf("%d", &iStrType);
    
    printf("Please input the string: \n");
    scanf("%s", szInputStr);

    // 判断输入的字符串是中文字符串或者是非中文字符串
    iRetVal = JudgeStrFormat(szInputStr, iStrType);
    if (iRetVal != 0)
    {
        return -1;
    }

    if (iStrType == 1)     // 如果输入的是中文串, 则先获取各个中文字符
    {
        GetChineseChars(szInputStr);

        if (giCharNum <= 1)    // 只输入了一个字符, 直接返回
        {
            printf("%s has only one character, please check!\n", szInputStr);
            return -1; 
        }
    }
    else if (iStrType == 2)
    {
        if (strlen(szInputStr) <= 1)  // 只输入了一个字符, 直接返回
        {
            printf("%s has only one character, please check!\n", szInputStr);
            return -1; 
        }
    }
 
    // 判断输入的字符串是否为回文串
    JudgePalindromicString(szInputStr, strlen(szInputStr), iStrType);

    return 0;            
}


/**********************************************************************
* 功能描述：判断输入的字符串是否为回文串
* 输入参数：pszInputStr-输入的字符串
            iInputStrLen-输入的字符串的长度
            iStrType-输入的字符串的类型
* 输出参数：无
* 返 回 值：无
* 其它说明：无
* 修改日期       版本号        修改人          修改内容
* -------------------------------------------------------------------
* 20160222       V1.0      Zhou Zhaoxiong      创建
***********************************************************************/
void JudgePalindromicString(INT8 *pszInputStr, UINT32 iInputStrLen, UINT32 iStrType)
{
    UINT32 iPosFlag   = 0;

    if (NULL == pszInputStr)
    {
        return;
    }

    if (iStrType == 1)     // 中文字符串
    {
        for (iPosFlag = 0; iPosFlag < giCharNum/2; iPosFlag ++)
        {
            if (strcmp(gszStrCharArray[iPosFlag], gszStrCharArray[giCharNum-1-iPosFlag]) != 0)   // 有对应字符不相等
            {
                printf("%s is not a palindromic string!\n", pszInputStr);
                return;
            }
        }
    }

    if (iStrType == 2)     // 非中文字符串
    {
        // 从中间分开, 一前一后两个字符互相比较, 如果全部对应相等, 则是回文串
        for (iPosFlag = 0; iPosFlag < iInputStrLen/2; iPosFlag ++)
        {
            if (pszInputStr[iPosFlag] != pszInputStr[iInputStrLen-1-iPosFlag])   // 有对应字符不相等
            {
                printf("%s is not a palindromic string!\n", pszInputStr);
                return;
            }
        }
    }

    printf("%s is a palindromic string!\n", pszInputStr);

    return;
}


/**********************************************************************
* 功能描述：获取输入的字符串中的每个中文字符
* 输入参数：pszInputStr-输入的字符串
            iInputStrLen-输入的字符串的长度
* 输出参数：无
* 返 回 值：无
* 其它说明：无
* 修改日期       版本号        修改人          修改内容
* -------------------------------------------------------------------
* 20160222       V1.0      Zhou Zhaoxiong      创建
***********************************************************************/
void GetChineseChars(INT8 *pszInputStr)
{
    UINT32 iPosFlag = 0;
    
    if (NULL == pszInputStr)
    {
        return;
    }

    memset(gszStrCharArray, 0x00, sizeof(gszStrCharArray));
    giCharNum = 0;
    
    while (iPosFlag < strlen(pszInputStr))
    {
        snprintf(gszStrCharArray[giCharNum], sizeof(gszStrCharArray[giCharNum])-1, "%c%c", pszInputStr[iPosFlag], pszInputStr[iPosFlag+1]);

        iPosFlag = iPosFlag + 2;    // 每个中文字符占两个字节
        
        giCharNum ++;
    }
}


/**********************************************************************
* 功能描述：判断输入的字符串的格式是否正确
* 输入参数：pszInputStr-输入的字符串
            iStrType-输入的字符串的类型
* 输出参数：无
* 返 回 值：0-格式正确 其它-格式不正确
* 其它说明：无
* 修改日期       版本号        修改人          修改内容
* -------------------------------------------------------------------
* 20160222       V1.0      Zhou Zhaoxiong      创建
***********************************************************************/
INT32 JudgeStrFormat(INT8 *pszInputStr, UINT32 iStrType)
{
    UINT32 iPosFlag  = 0;
    
    if (NULL == pszInputStr)
    {
        return -1;
    }

    if (iStrType == 1)    // 先判断中文字符串
    {
        for (iPosFlag = 0; iPosFlag < strlen(pszInputStr); iPosFlag ++)
        {
            if (pszInputStr[iPosFlag] >= 0)     // 不小于0则表示含有非中文字符
            {
                printf("%s has non-Chinese character, please check!\n", pszInputStr);
                return -2;
            }
        }
    }
    else if (iStrType == 2)    // 再判断非中文字符串
    {
        for (iPosFlag = 0; iPosFlag < strlen(pszInputStr); iPosFlag ++)
        {
            if (pszInputStr[iPosFlag] < 0)     // 小于0则表示含有中文字符
            {
                printf("%s has Chinese character, please check!\n", pszInputStr);
                return -3;
            }
        }
    }
    else
    {
        printf("Please input the right string type!\n");
        return -4; 
    }

    return 0;
}

五、程序测试

我们将编写好的程序“PalindromicString.c”上传到Linux机器，并使用“gcc -g -o PalindromicStringPalindromicString.c”命令对该程序进行编译，生成“PalindromicString”文件。下面对程序进行详细的测试。

1.输入中文字符串为“人上人”时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

1

Please input the string:

人上人

人上人 is a palindromic string!

2.输入中文字符串为“我是谁”时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

1

Please input the string:

我是谁

我是谁 is not a palindromic string!

3.输入非中文字符串为“level”时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

2

Please input the string:

level

level is a palindromic string!

4.输入非中文字符串为“good”时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

2

Please input the string:

good

good is not a palindromic string!

5.输入字符串为“你好good”时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

1

Please input the string:

你好good

你好good has non-Chinese character, pleasecheck!

6.输入字符串为“good好”时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

2

Please input the string:

good好

good好 has Chinese character, pleasecheck!

7.输入字符串类型非1或2时，程序运行情况如下：

Please input the string type(1:中文字符串,2:非中文字符串):

3

Please input the string:

goog

Please input the right string type!

可见，对于上面考虑到的几种特殊情况，程序均能做出正确的处理。

六、需求扩展

基于本文中的需求和程序，我们可考虑对需求进行以下扩展：

1.不限制输入的字符串中只能是中文串或者非中文串，可以是中文字符和非中文字符的混合串。

2.当输入的字符串中是非中文串时，要求该字符串的字符个数为偶数。即要求形如“goog”这样的字符串为回文串，而像“level” 这样的字符串不为回文串。