C++ 编程进阶

CSP03-07

string 使用技巧与回文判断

课程目标

核心知识点

👩‍🏫 教师引导

上节课我们学了 string 的基础：拼接、搜索、替换、大小写转换。

今天继续进阶——学习如何"切割"字符串（提取子串），以及一个经典问题：回文判断！

最后，我们用综合题来验证这两节课学到的所有 string 技能！

💡 互动复习

  • s.find("abc") 找不到时返回什么？（string::npos）
  • 如何把字符串 s 全部转成大写？（for 循环 + toupper）

🎬 新知导入：提取子串

假设你有一个身份证号码字符串："110105199001234567"

你想从中提取出生年月日（第7到第14位），怎么做？

用 s.substr(6, 8) 就能一次搞定！

（下标从0开始，第7位就是下标6）

✨ 这就是 substr 的魔力——精准"切割"字符串的任意一段！

提取子串 substr

string s = "hello world";

// 格式1：s.substr(pos, len) — 从 pos 开始，截取 len 个字符
string sub1 = s.substr(0, 5);   // "hello"
string sub2 = s.substr(6, 5);   // "world"

// 格式2：s.substr(pos) — 从 pos 开始截到末尾
string sub3 = s.substr(6);      // "world"

常见应用

string date = "2024-03-15";
string year  = date.substr(0, 4);   // "2024"
string month = date.substr(5, 2);   // "03"
string day   = date.substr(8, 2);   // "15"

⚠️ 注意：pos 超出字符串长度会报错！使用前要确认 pos < s.size()。

字符串对称（回文）判断

方法一：双指针（推荐）

string s = "racecar";
int l = 0, r = s.size() - 1;
bool isOk = true;
while (l < r) {
    if (s[l] != s[r]) {
        isOk = false;
        break;
    }
    l++; r--;
}
cout << (isOk ? "YES" : "NO") << endl;

🔍 双指针原理：分别从字符串的两端向中间移动，比较对应位置的字符是否相同。

方法二：逆序字符串比较

string s = "racecar";
string rev = s;
reverse(rev.begin(), rev.end());  // 需要 #include <algorithm>
cout << (s == rev ? "YES" : "NO") << endl;

💡 reverse(s.begin(), s.end()) 可以直接将 string 原地逆序！

双指针优点

  • 空间复杂度 O(1)
  • 时间复杂度 O(n/2)
  • 提前终止

逆序比较优点

  • 代码简洁
  • 易于理解
  • 适用于复杂场景

在 string 中使用 begin/end 迭代器

string 支持 C++ 标准库算法，可以使用迭代器范围：

#include <algorithm>
string s = "hello";
reverse(s.begin(), s.end());   // s = "olleh"
sort(s.begin(), s.end());      // s = "ehllo"（排序字符）

常用算法

  • sort() - 排序
  • reverse() - 逆序
  • find() - 查找

高级算法

  • count() - 计数
  • replace() - 替换
  • transform() - 转换

字符串综合操作技巧

删除字符串中所有指定字符

string s = "a1b2c3";
string result = "";
for (char c : s) {
    if (!isdigit(c)) result += c;  // 只保留非数字
}
// result = "abc"

字符串反转每个单词

思路：分割 → 反转每个单词 → 重新拼接

string line = "hello world";
// 使用字符串流分割单词
istringstream ss(line);
string word;
while (ss >> word) {
    reverse(word.begin(), word.end());
    // ... 重新拼接
}

⚡ GESP 真题演练

抢答题 1（选择题）

string s = "abcdef"; cout << s.substr(2, 3); 的输出是？

A. "abc" B. "bcd" C. "cde" D. "def"

答案：C | 解析：从下标 2（字符 'c'）开始，截取 3 个字符："cde"。

判断题 2

判断回文串，可以将字符串逆序后与原字符串比较，相同则是回文。（ ）

✓（正确）

🎈 课堂练习：提取子串

题目描述

输入字符串 s 和两个整数 l、r（1-indexed），输出 s 的第 l 到第 r 个字符（含边界）。

输入格式

第一行字符串 s（不含空格）
第二行两整数 l r

输出格式

提取的子串

样例

输入：

helloworld
2 6

输出：

ellow

🎈 课堂练习：判断回文串

题目描述

输入一个字符串，判断它是否是回文串（忽略大小写）。

输入格式

一行字符串（不含空格，长度 ≤ 1000）

输出格式

YES 或 NO

样例输入

Racecar

样例输出

YES

🔥 进阶练习：最长回文子串

题目描述

给定一个字符串 s（只含小写字母），求其中最长的回文子串。如有多个长度相同的，输出字典序最小的。

输入格式

一行字符串 s（长度 ≤ 500）

输出格式

最长回文子串

样例输入： babad

样例输出： aba

📌 算法思路

枚举所有起始位置 i 和长度 len，提取子串，判断是否回文。

时间复杂度 O(n²)，对 n≤1000 的字符串完全足够。

🌟 课堂总结

今天完成了 string 的进阶学习！

🔤
s.substr(pos, len)

精准提取子串

🔄
reverse()

原地逆序

✨ 这两节课加起来，string 的重要操作已经全部掌握！

下节课开始进入全新主题：算法篇

从"枚举算法"开始，学习信息学竞赛的思维方法！

📝 课后作业

作业 1：提取域名

输入一个 URL，提取其中的域名（在 "://" 之后到 "/" 或末尾之前）。

样例： https://www.example.com/page → www.example.com

作业 2：字符串旋转

输入字符串 s 和整数 k，将 s 向左旋转 k 位（前 k 字符移到末尾）。

样例： abcde, 2 → cdeab

作业 3：统计回文子串个数

输入字符串 s，统计其中长度 ≥ 2 的回文子串的数量。

样例： aaa → 3（"aa"×2 + "aaa"×1）

← → 空格键导航