Java中如何檢測并優化字符串中的回文結構以提高性能

在Java中，檢測并優化字符串中的回文結構可以通過以下幾個步驟實現：

1. 優化回文檢測算法： 使用Manacher算法來檢測字符串中的回文結構。Manacher算法的時間復雜度為O(n)，比樸素的回文檢測算法（時間復雜度為O(n^2)）更快。

2. 避免不必要的字符串操作： 在檢測回文結構時，盡量避免頻繁地創建新的字符串對象。例如，在擴展字符串的邊界時，可以使用字符數組而不是字符串連接操作。

3. 使用緩存： 如果需要多次檢測相同的子串是否為回文，可以將結果緩存起來，避免重復計算。

下面是一個使用Manacher算法檢測回文結構的Java實現示例：

public class PalindromeChecker {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "babad";
        System.out.println("Is the input a palindrome? " + isPalindrome(input));
    }

    public static boolean isPalindrome(String s) {
        if (s == null || s.length() == 0) {
            return true;
        }

        // 預處理字符串，避免奇偶問題
        StringBuilder sb = new StringBuilder("#");
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            sb.append(s.charAt(i)).append("#");
        }
        String newStr = sb.toString();

        int[] p = new int[newStr.length()];
        int center = 0;
        int maxRight = 0;

        for (int i = 1; i < newStr.length() - 1; i++) {
            int mirr = 2 * center - i;

            if (i < maxRight) {
                p[i] = Math.min(maxRight - i, p[mirr]);
            }

            while (newStr.charAt(i + p[i] + 1) == newStr.charAt(i - p[i] - 1)) {
                p[i]++;
            }

            if (i + p[i] > maxRight) {
                center = i;
                maxRight = i + p[i];
            }
        }

        for (int i = 0; i < p.length; i++) {
            if (p[i] > 0 && s.charAt(i / 2) != s.charAt((i / 2) - p[i] / 2)) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}

這個實現首先對輸入字符串進行預處理，使其變為一個新的字符串，其中每個字符之間都有一個特殊字符（如’#'）。這樣可以避免處理奇數長度和偶數長度的回文時的差異。然后，使用Manacher算法檢測新字符串中的回文結構。最后，根據回文檢測結果判斷原始字符串是否為回文。