【C++字符串基础解析1】
字符串专题博客，结构更清晰，知识点更系统，包含完整语法讲解、逐行注释及深度拓展：
C++字符串全解析：从基础操作到回文问题实战
前言
字符串是编程中处理文本数据的核心载体。本文将系统讲解C++中std::string容器的核心操作，并通过「字符串插入成回文」问题深入解析字符串拼接、遍历及回文判断逻辑，帮助读者建立完整的字符串处理知识体系。
一、std::string容器核心语法
1. 定义与初始化
- 头文件与命名空间：
#include <string> // 必须包含的头文件 using namespace std; // 使用std命名空间 - 初始化方式：
string s1; // 空字符串 string s2("Hello"); // 直接初始化 string s3(5, 'a'); // 5个'a'组成的字符串 "aaaaa" string s4 = s2; // 拷贝初始化
2. 基本操作
2.1 字符访问
- 下标访问：
s[i]（不检查越界） - at()方法：
s.at(i)（越界时抛出异常）string s = "abc"; cout << s[0] << s.at(1) << endl; // 输出 'a' 'b'
2.2 字符串拼接
- +运算符：
string s = "Hello" + ", " + "World!"; // "Hello, World!" - append()方法：
s.append("!!!"); // 等价于 s += "!!!"
2.3 长度与空判断：
int len = s.length(); // 获取长度（等效于size()）
bool is_empty = s.empty(); // 判断是否为空
2.4 子串截取：
- 语法：
substr(pos, len)（从pos开始截取len个字符，默认len为剩余全部）string s = "abcdef"; cout << s.substr(1, 3) << endl; // 输出 "bcd"（从索引1开始取3个字符） cout << s.substr(3) << endl; // 输出 "def"（从索引3到末尾）
2.5 查找与替换：
- find()：查找子串位置，返回首个匹配的起始索引，失败返回
string::nposint pos = s.find("cd"); // 返回2 - replace()：替换子串
s.replace(1, 2, "XX"); // 从索引1开始，替换2个字符为"XX"，结果"aXXdef"
二、回文字符串判定算法
1. 核心思路：双指针法
-
原理：用两个指针分别指向字符串首尾，向中间移动并比较字符是否相等。
-
步骤：
- 左指针
left初始化为0，右指针right初始化为str.length() - 1。 - 当
left < right时，比较str[left]与str[right]：- 若不等，非回文，返回
false。 - 若相等，
left++，right--，继续比较。
- 若不等，非回文，返回
- 循环结束后返回
true（所有字符匹配）。
- 左指针
-
代码实现：
bool isPalindrome(const string& str) {int left = 0, right = str.length() - 1;while (left < right) {if (str[left] != str[right]) return false; // 不等则非回文left++; // 左指针右移right--; // 右指针左移}return true; // 全部匹配，是回文 }
2. 边界处理
- 空字符串：视为回文（长度为0或1的字符串自动是回文）。
- 大小写敏感：默认区分大小写，如需忽略大小写需预处理（如转小写）。
三、实战例题：字符串插入成回文
题目描述
给定字符串A和B，判断是否存在一个位置将B插入A中，使新字符串为回文。
解题思路
- 枚举插入位置：遍历
A的所有可能插入位置（包括开头i=0和结尾i=A.length()）。 - 构造新字符串：在每个位置
i，将B插入A的i位置，生成新字符串newString = A前i个字符 + B + A后i个字符。 - 回文判断：对每个
newString调用双指针法判断是否为回文，若存在任意一个回文则输出YES，否则NO。
代码实现
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;// 判断字符串是否为回文（双指针法）
bool isPalindrome(const string& str) {int left = 0, right = str.length() - 1;while (left < right) { // 直到双指针相遇if (str[left++] != str[right--]) { // 先比较，再移动指针return false; // 发现不匹配，非回文}}return true; // 完全匹配，是回文
}int main() {string A, B;cin >> A >> B; // 输入原始字符串A和待插入字符串B// 枚举所有可能的插入位置（0到A.length()，共A.length()+1个位置）for (int i = 0; i <= A.length(); i++) {// 构造新字符串：A的前i个字符 + B + A的后i个字符string newString = A.substr(0, i) + B + A.substr(i);if (isPalindrome(newString)) { // 检查是否为回文cout << "YES" << endl; // 找到立即输出并结束return 0;}}cout << "NO" << endl; // 所有位置均不满足条件return 0;
}
代码解析
- 插入位置枚举：
for (int i = 0; i <= A.length(); i++)循环覆盖所有可能插入点，包括：i=0：B插入A开头，新字符串为B+A。i=A.length()：B插入A结尾，新字符串为A+B。
- 子串拼接：
A.substr(0, i)：取A的前i个字符（左半部分）。A.substr(i)：取A从i开始的剩余字符（右半部分）。
- 效率优化：一旦发现回文立即返回，无需遍历所有位置。
四、进阶技巧与拓展
1. 字符串预处理
- 大小写转换：判断回文前统一转小写（或大写）。
#include <algorithm> // 包含transform函数 string lowerStr; transform(str.begin(), str.end(), back_inserter(lowerStr), ::tolower); // 转小写 - 去除非字母字符：仅保留字母后再判断（适用于复杂回文题）。
2. 性能优化
- 提前终止：在拼接字符串前预判不可能情况（如
B长度过大时剪枝）。 - 避免重复计算：预处理
A的前缀和后缀，减少子串截取次数。
3. 扩展问题
- 多字符串插入：允许插入多个
B或不同字符串，需调整枚举策略。 - 回文子串：查找最长回文子串（可使用动态规划或Manacher算法）。
五、知识图谱与学习建议
1. 字符串知识图谱
2. 学习路径建议
- 基础阶段：熟练掌握
string的拼接、截取、查找等操作，能编写简单字符串处理函数。 - 进阶阶段：深入理解双指针法，尝试优化回文判断算法（如处理特殊字符）。
- 实战阶段：通过OJ题目（如LeetCode 125. 验证回文串、680. 验证回文串 II）强化逻辑，注意边界条件和性能优化。
总结
本文以std::string容器为核心，结合回文判定算法与插入问题实战，系统讲解了字符串处理的全流程知识。通过掌握字符串的基础操作与双指针法核心逻辑，可灵活应对各类字符串相关问题，为后续学习KMP算法、正则表达式等高级主题打下坚实基础。