Java实现计算字符串变回文次数的简易方法

在这个问题中，我们被要求编写一个Java程序来解决一个关于字符串处理的问题。具体来说，我们需要编写一个算法，它可以接受一个字符串作为输入，并计算将该字符串转换成回文所需的最小移位操作次数。回文是指一个字符串从前往后读和从后往前读是相同的。 首先，我们来详细解析这个算法的核心知识点，以及如何在Java中实现这个算法。 ### 知识点解析： 1. **回文字符串**：回文是指一个字符串从前往后读和从后往前读是相同的。例如，“madam”或“racecar”都是回文字符串。 2. **字符串移位操作**：题目中提到的移位操作是指从字符串的左侧或右侧移除一个字符，并将其添加到字符串的另一端。例如，字符串 "abcba" 通过将 'a' 从左侧移到右侧变成 "bacba"，再继续移位操作，可以转换成回文 "abeba" 或 "babab"。 3. **算法思路**：一种有效的方法是使用双指针技术，一个从字符串的开始处向右移动，另一个从字符串的末尾向左移动。在每一步中，比较这两个指针所指向的字符是否相同。如果不同，说明至少需要一次移位操作。如果相同，则继续向中间移动指针。 4. **计算最小移位次数**：可以通过计算两个指针所覆盖的子字符串的最长回文子串长度来得到需要的移位次数。具体来说，就是原始字符串的长度减去最长回文子串的长度，再除以2。 5. **Java实现**：在Java中，我们需要读取输入，处理字符串，并计算出所需的最小移位次数。这可以通过使用Scanner类来获取输入，然后使用循环和条件语句来实现算法逻辑。 ### Java代码实现步骤： 1. 导入必要的包，例如 `java.util.Scanner`。 2. 创建Scanner对象来读取输入的字符串数量。 3. 循环读取每个字符串输入。 4. 对每个字符串，使用双指针方法来找到最长回文子串。 5. 计算并打印每个字符串转换成回文所需的最小移位次数。 ### 示例代码： ```java import java.util.Scanner; public class PalindromeShifting { public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int n = scanner.nextInt(); // 读取字符串的数量 scanner.nextLine(); // 消耗掉行尾的换行符 for (int i = 0; i < n; i++) { String input = scanner.nextLine(); // 读取每个字符串 System.out.println(minShiftsToPalindrome(input)); // 打印最小移位次数 } scanner.close(); } public static int minShiftsToPalindrome(String str) { if (str == null || str.length() <= 1) { return 0; } int length = str.length(); int shifts = 0; for (int i = 0; i < length / 2; i++) { if (str.charAt(i) != str.charAt(length - i - 1)) { shifts += 2; // 移位次数为2 } } return shifts; } } ``` 以上代码展示了如何通过双指针方法来计算将字符串转换为回文所需的最小移位次数。代码中，我们首先读取了输入的字符串数量，然后逐个读取每个字符串，并使用 `minShiftsToPalindrome` 方法来计算移位次数。 这个程序的核心在于 `minShiftsToPalindrome` 方法，它遍历字符串的前半部分，并与后半部分的对应字符进行比较。如果字符不匹配，那么就需要进行两次移动操作（一次删除，一次插入）来保持回文的性质。通过累加这些操作的次数，我们可以得到字符串变为回文所需的总移位次数。