【c++】深入理解string类（3）：典型OJ题 - 指南

一 仅仅反转字母

链接如下：https://leetcode-cn.com/problems/reverse-only-letters/submissions/

思路：

这道题目的核心就是交换，我们发现这个逻辑和当时在数据结构里学的快速排序非常类似：两个指针，一个指向开头，一个指向结尾，如果前一个指针的值小于后面指针的值，就交换。相应的在这道题目：如果前一个指针和后一个指针都是字母，那就交换。

所以我们需要先写一个判断是否是字母的函数。（c语言库中有这个函数，如果记得这个函数的名称和使用方法可以直接使用，如果不记得也可以像博主一样现写一个）。还需要写一个交换函数。注意：c++的模板中已经定义了这个函数，所以不需要我们自己实现。

代码实现如下：

class Solution {
public:
bool isLetter(char ch)  {       if(ch >= 'a' && ch <= 'z')           return true;       if(ch >= 'A' && ch <= 'Z')           return true;       return false;  }string reverseOnlyLetters(string s){size_t start=0,end=s.size()-1;while(start

1. end = s.size() - 1 中的括号

   s.size() 是调用字符串对象s的size()成员函数，用于获取字符串的长度，括号()在这里表示调用函数，即使没有参数也必须写上

2. s[start] 中的方括号[]

   这是 C++ 中访问字符串（或数组）元素的语法，s[start] 表示获取字符串s中索引为start的字符

---

二 找字符串中第一个只出现一次的字符

链接如下：https://leetcode-cn.com/problems/first-unique-character-in-a-string

思路：

我们可以用一个数组去映射26个字母出现的次数

代码实现如下：

class Solution {
public:int firstUniqChar(string s) {int count[26]={0};for(auto ch: s){count[ch-'a']++;}for(size_t i=0;i

这道题目非常的经典，很多年前就有了，许多公司现在的笔试题都还在考这道题，对于思维有一点的要求。

---

三 字符串里面最后一个单词的长度

链接如下：https://www.nowcoder.com/practice/8c949ea5f36f422594b306a2300315da?tpId=37&&tqId=21224&rp=5&ru=/activity/oj&qru=/ta/huawei/question-ranking

题目意思为：给你一个字符串，去找最后一个单词的长度，相当于需要你去寻找空格。这道题目是一个标准的IO型题目，不是接口型题目。

思路：

（1）寻找空格。但是如果有多个空格怎么办？例如：have a nice day。那我们就可以倒着去找空格，怎么倒着去找空格呢，string中有一个接口已经帮我们实现了：

（2）那我们在string类中怎么去实现输入和输出呢？也有接口已经帮我们实现了：

就相当于运算符重载

（3）当我们找到最后一个空格的时候，怎么计算最后一个单词的长度呢？

这里有一个小妙招：

当区间是左闭右开的时候：如[0,10)，这个时候区间的长度就是所求的长度。

当区间是左闭右闭的时候：如[0,9]，这个时候的区间的长度就比所求的长度少一

字符串最后一个字符的位置是size（）-1  因为size指向的是最后一个字符的下一个位置假设寻找到的空格所在位置是pos

这个时候pos所指向的位置也不是我们所求区间的第一个位置，而是我们所求位置的前一个位置，所以只需要pos+1就可以了。这个时候区间为左闭右开[pos,size)

我们来尝试写一下代码：

#include
#include
using namespace std;
int main() {string str;cin >> str;size_t pos = str.rfind(' ');cout << str.size() - (pos + 1) << endl;
}

但是当我们提交之后，发现测试用例不通过，为什么呢？

注意，在C++中输入的时候，如果有多组输入，用空格或换行当作他们的间隔。（scanf也有这个问题）

那么怎么解决呢？C++帮我们想好了：

getline的作用是读取一整行，默认遇到换行才结束。

getline还有一个很厉害的功能：可以自己设定遇到哪个字符结束输入，这个符号放置在第三个参数的位置，第一个参数是istream类型，就是流插入运算符。

所以调整后的代码如下：

#include
#include
using namespace std;
int main() {string str;getline(cin,str);size_t pos=str.rfind(' ');if(pos!=str.size()){cout<< str.size()-(pos+1)<

四 字符串相加

链接如下：https://leetcode-cn.com/problems/add-strings

有些同学看到这道题的思路是：将两个字符串设置成auto类型，相加之和转化为字符串再输出，但是这样的想法是不对的。如果这个个字符串对应的数字比较小可以这样计算，但是如果这两个字符串对应的是几十亿的大数字呢，还能这样计算吗？显然不能，因为这样就越界了。

正确思路：

我们分别从最后一个数字计算相加，大于10的进位，再算前一位数字，这样循环。直到两个字符串都遍历完。

注意：这里有一个易错点：是需要两个字符串都遍历完了才行，而不是只有一个遍历完了就行。所以循环条件要用或 ||  而不是且&&（因为如果使用且的话，只要有一个遍历完了就会退出循环，这样会出错）

我们先来给出代码，再来一步一步解答：

class Solution {
public:string addStrings(string num1, string num2) {int  end1=num1.size()-1,end2=num2.size()-1;string retStr;int carry=0;while(end1>=0 || end2>=0){int val1=end1>=0?num1[end1--]-'0':0;int val2=end2>=0?num2[end2--]-'0':0;int ret=val1+val2+carry;carry=ret/10;ret=ret%10;retStr.insert(0,1,ret+'0');}if(carry){retStr.insert(0,1,'1' );}return retStr;}
};

我们一句一句解释：

int end1=num1.size()-1,end2=num2.size()-1;

这里设置了两个变量，分别指向两个字符串的最后一个字符。

int carry=0;

carry代表的英语意思是进位，将进位初始设置为0

string retStr;

设置了一个新的字符串，用来保存每次相加之和的值

while(end1>=0 ||end2 >=0)

循环条件：当两个字符串有任意一个没有遍历完都会进入循环

​
int val1 = end1 >= 0? num1[end1--] : 0;
int val2 = end2 >= 0? num2[end2--] : 0;
​

设置了两个整型变量来存储当前num1[end1] 对应的数字，end1-- 是先取值再将 end1 减 1，指向下一位）；否则 val1 为 0（比如 num1 已经处理完，高位补 0）。

这里的高位补0的逻辑可能有点绕，博主再来讲解一下：

举个生活中的例子：计算 123 + 45 时，我们会自然地把它们对齐成：

这里其实就是给 45 的高位（百位）补了一个 0，变成 045 再与 123 相加。

在代码中，"高位补 0" 的逻辑体现在这里：

• 当 end1 < 0 时（num1 已处理完所有字符），val1 取 0，相当于给 num1 的高位补 0
• 当 end2 < 0 时（num2 已处理完所有字符），val2 取 0，相当于给 num2 的高位补 0

​int ret=val1+val2+carry;
carry = ret/10;
ret = ret%10;
​

• int ret = val1 + val2 + carry;：当前位的两个数字加上进位，得到总和 ret。
• carry = ret / 10;：计算进位（比如 ret = 15，则 carry = 1）。
• ret = ret % 10;：得到当前位的结果（比如 ret = 15，则当前位结果为 5）。

retStr.insert(0,1,ret+'0');

头插操作：把当前位的结果插入到 retStr的开头。

头插操作（在字符串开头插入字符）是为了保证最终结果的数字顺序正确。我们可以通过一个具体例子来理解：

而代码的计算顺序是从低位到高位（先算个位，再算十位，最后算百位）：

1. 先算个位：3 + 5 = 8 → 得到数字 "8"
2. 再算十位：2 + 4 = 6 → 此时需要把 6 放在 8 的前面，变成 "68"
3. 最后算百位：1 + 0 = 1 → 再把 1 放在 68 的前面，变成 "168"

这里的 "把新数字放在前面" 就是头插操作

我们在这里复习一下insert这个接口的使用

在指定位置插入多个相同字符

string& insert(size_t pos, size_t n, char c);

第一个参数是要插入的位置，第二个参数是插入字符的个数，第三个参数是需要插入的字符

其他的使用方法我们在这里暂不复习

if（carry)
{retStr.inset(0,1,'1');
}

当两个字符串都遍历结束时，可能还有进位会遗漏，这个时候就需要判断一下。如果这个时候carry不为0，那么头插一个1。

注意：这篇代码有一个易遗漏的，易错的点：为什么运算输出和输入的时候都要加上‘0’ ？

在代码中，'0' 代表字符 '0'（ASCII 码值为 48），它的作用是将数字（整数）转换为对应的字符形式。

当我们计算出某一位的结果 ret（比如 ret = 5）时，需要将这个数字存储到字符串中。但字符串只能直接存储字符，不能直接存储整数。

此时通过 '0' + ret 的运算：

• 字符 '0' 的 ASCII 码是 48
• 当 ret = 5 时，'0' + 5 = 48 + 5 = 53，而 53 恰好是字符 '5' 的 ASCII 码
• 因此 '0' + ret 的结果就是数字 ret 对应的字符形式

到此，这道题我们就完成了。

但是这个代码还可不可以优化呢？

---

优化思路：

我们来算一下这篇代码的时间复杂度是多少？

答案是 O（N^2）

这里常犯的一个错误是很多的同学都会把这里的时间复杂度算成O（n)

原代码中使用 insert(0, ...) 头插操作，每次头插都需要将 retStr 中已有的所有字符后移一位，时间复杂度是 O(N^2)（假设结果字符串长度为 N，每次头插的时间复杂度是 O(N)，共执行 N 次左右）

那么我们可不可以把时间复杂度优化成o(n)呢？

可以的。

思路：

我们将头插操作替换成尾插操作（尾插操作的时间复杂度时O(1) )，当遍历和进位都完成之后，再反转字符串就可以了。

还可以提前分配内存，避免后面频繁扩容，影响频率。原因：两个长度分别为 m 和 n 的字符串相加，结果的最大长度是 max(m, n) + 1

尾插的实现用+=：

在 C++ 的 std::string 中，+= 是用于在字符串末尾追加字符或字符串的运算符，它本质上就是一种尾插操作

+= 用于单个字符时，和 push_back() 效率相同，都是 O(1) 级别的操作（均摊时间复杂度），不会像头插那样需要移动已有字符

我们来实现代码：

class Solution {
public:string addStrings(string num1, string num2) {int  end1=num1.size()-1,end2=num2.size()-1;string retStr;int carry=0;retStr.reserve(max(num1.size(),num2.size())+1);while(end1>=0 || end2>=0){int val1=end1>=0?num1[end1--]-'0':0;int val2=end2>=0?num2[end2--]-'0':0;int ret=val1+val2+carry;carry=ret/10;ret=ret%10;retStr+=ret+'0';}if(carry){retStr+='1';}reverse(retStr.begin(),retStr.end());return retStr;}
};

注意！！！！！一定要区分reserve和reverse，一个时扩容，一个是逆置，二者不可混为一谈

倒数第二行代码逆置的时候，使用了迭代器，所以迭代器的使用其实是重要的。