【STL】蓝桥杯/天梯赛终极杀器！10个C++字符串核心本领，暴力破解高频考点 ...

一.C++字符串根本操作

1.声明与初始化

1. #include <iostream>
2. #include <string>
4. int main() {
5.     // 声明一个空字符串
6.     std::string str1;
8.     // 声明并初始化为一个常量字符串
9.     std::string str2 = "Hello";
11.     // 使用构造函数初始化
12.     std::string str3("World");
14.     // 用另一个字符串初始化
15.     std::string str4(str2);
17.     return 0;
18. }

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2.输入输出

1. #include <iostream>
2. #include <string>
3. using namespace std;
5. int main() {
6.     // 读单个单词（遇到空格停止）
7.     string s1;
8.     cin >> s1;
10.     // 读整行（包括空格）
11.     string s2;
12.     cin.ignore(); // 清除之前的换行符
13.     getline(cin, s2);
15.     // 输出
16.     cout << s1 << endl << s2;
17. }

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2.常用成员函数
操作代码示例分析长度int len = s.length();等价于 s.size()拼接string s3 = s1 + s2;直接使用 + 运算符子串string sub = s.substr(2, 5);从索引2开始，取5个字符（若超出范围会截断）查找字符int pos = s.find("abc");返回初次出现的位置，若未找到返回 string::npos（通常为4294967295）替换s.replace(2, 3, "xxx");从索引2开始替换3个字符为"xxx"插入s.insert(3, "xyz");在索引3处插入"xyz"删除s.erase(2, 4);从索引2开始删除4个字符清空s.clear();清空字符串比较str1.compare(str2)逐个字符按照ASCII码大小进行比较 详细操作参考string操作
注意：

• 拼接：机动运用 + 运算符和 append() 方法进行字符串拼接。比方，在处理多个字符勾通接成一个大字符串的场景时，要清楚它们的性能差异，一般少量拼接用 + 简洁直观，大量拼接可考虑 append() 或 std:stringstream。
  

• 查找与替换：熟悉 find()、rfind() 查找子串位置，以及 replace() 替换子串。在处理文本匹配、修改等题目时能敏捷运用这些方法。
  

1. std::string text = "Hello World";
2. size_t pos = text.find("World");
3. if (pos != std::string::npos) {
4.     text.replace(pos, 5, "Universe");
5. }

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• 截取：掌握 substr() 方法截取子串，在必要提取部分字符串信息时很有效。
  

1. std::string str = "abcdef";
2. std::string sub = str.substr(1, 3);  // 从位置 1 开始截取长度为 3 的子串

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3.易错点

• 性能题目：std::string 的拼接操作可能会带来性能开销，尤其是在循环中频仍拼接时。可以考虑使用 std:stringstream 来提高性能。但是这种做法可能会引入定名辩论的风险，以是在大型项目中建议尽量明确指定定名空间。
  
• 索引越界：访问 s[s.length()] 会导致未定义行为（正当索引为 0~s.length()-1）。
  
• 混合输入题目：cin 后直接使用 getline 会读到空字符串，需先用 cin.ignore() 清空缓冲区。
  
• 字符转数值：
  

1. char c = 'A';
2. int num = c - '0';      // 错误！'A'的ASCII码是65，得到65-48=17
3. int hex = c >= 'A' ? (c - 'A' + 10) : (c - '0'); // 正确处理十六进制字符

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• to_string数字常量转字符串
  头文件：#include < cstring> 或 #include <string.h>。参数的范例可以是int,long,double,long。例：
  

1. stirng str = to_string(int x); //参数为int型数字常量

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【代码实例】

1. #include <iostream>
2. #include <cstring>
4. using namespace std;
6. int main()
7. {
8.     int x = 566;
9.     string str = to_string(x);
10.     cout << str << endl;
11.     cout << str[0] << endl;
12.     return 0;
13. }
14. //输出：566
15. //5

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二.C++高频算法实现

1.KMP算法

1. // 构建next数组
2. vector<int> buildNext(const string& pattern) {
3.     int n = pattern.size();
4.     vector<int> next(n, 0);
5.     for (int i = 1, j = 0; i < n; i++) {
6.         while (j > 0 && pattern[i] != pattern[j]) j = next[j-1];
7.         if (pattern[i] == pattern[j]) j++;
8.         next[i] = j;
9.     }
10.     return next;
11. }
13. // 匹配过程
14. int kmp(const string& text, const string& pattern) {
15.     vector<int> next = buildNext(pattern);
16.     int j = 0;
17.     for (int i = 0; i < text.size(); i++) {
18.         while (j > 0 && text[i] != pattern[j]) j = next[j-1];
19.         if (text[i] == pattern[j]) j++;
20.         if (j == pattern.size()) return i - j + 1; // 返回首次匹配的起始位置
21.     }
22.     return -1;
23. }

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2.最长回文子串（Manacher算法）

1. string longestPalindrome(string s) {
2.     string t = "#";
3.     for (char c : s) { t += c; t += '#'; } // 插入特殊字符处理奇偶长度
4.     int n = t.size(), center = 0, maxRight = 0, maxLen = 0, start = 0;
5.     vector<int> p(n, 0);
6.    
7.     for (int i = 0; i < n; i++) {
8.         int mirror = 2 * center - i;
9.         if (i < maxRight) p[i] = min(maxRight - i, p[mirror]);
10.         int l = i - p[i] - 1, r = i + p[i] + 1;
11.         while (l >= 0 && r < n && t[l] == t[r]) { p[i]++; l--; r++; }
12.         if (i + p[i] > maxRight) { maxRight = i + p[i]; center = i; }
13.         if (p[i] > maxLen) { maxLen = p[i]; start = (i - p[i]) / 2; }
14.     }
15.     return s.substr(start, maxLen);
16. }

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3.字符串分割

1. vector<string> split(const string& s, char delimiter) {
2.     vector<string> tokens;
3.     string token;
4.     for (char c : s) {
5.         if (c != delimiter) token += c;
6.         else { if (!token.empty()) tokens.push_back(token); token.clear(); }
7.     }
8.     if (!token.empty()) tokens.push_back(token);
9.     return tokens;
10. }

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4.与排序算法结合

当必要对字符串数组进行排序时，可利用标准库的 std::sort 函数，结合自定义比较函数实现特定排序规则。比如按字符串长度排序、按字典序逆序排序等。【参考洛谷排序算法题】

1. #include <algorithm>
2. #include <vector>
3. bool compareByLength(const std::string& a, const std::string& b) {
4.     return a.length() < b.length();
5. }
6. std::vector<std::string> strs = {"apple", "banana", "pear"};
7. std::sort(strs.begin(), strs.end(), compareByLength);

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三.经典题型与C++实现

1.回文日期验证（蓝桥杯真题）

1. bool isLeapYear(int year) {
2.     return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
3. }
5. bool isValidDate(int y, int m, int d) {
6.     int days[] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31};
7.     if (isLeapYear(y)) days[2] = 29;
8.     return m >= 1 && m <= 12 && d >= 1 && d <= days[m];
9. }
11. bool isPalindromeDate(const string& date) {
12.     string reversed = date;
13.     reverse(reversed.begin(), reversed.end());
14.     if (date != reversed) return false;
15.     int year = stoi(date.substr(0, 4));
16.     int month = stoi(date.substr(4, 2));
17.     int day = stoi(date.substr(6, 2));
18.     return isValidDate(year, month, day);
19. }

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2.单词逆序输出（天梯赛真题）

1. string reverseWords(string s) {
2.     vector<string> words = split(s, ' ');
3.     reverse(words.begin(), words.end());
4.     string res;
5.     for (auto& word : words) {
6.         if (!res.empty()) res += " ";
7.         res += word;
8.     }
9.     return res;
10. }

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四.优化本领

1.淘汰内存分配
预分配空间：已知字符串长度时，用 reserve 提前分配内存。

1. string s;
2. s.reserve(1000); // 预分配1000字节

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2.高效遍历
当通报 std::string 作为函数参数时，如果不必要修改字符串内容，尽量使用常量引用 const std::string&，淘汰不必要的复制开销。
使用引用制止拷贝：

1. void printString(const std::string& str) {
2.     std::cout << str << std::endl;
3. }

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3.使用哈希表加速
在处理字符串计数、查找重复字符串等题目时，可使用 std::unordered_map 作为哈希表，提高查找和统计效率。
统计字符出现位置：

1. unordered_map<char, vector<int>> posMap;
2. for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
3.     posMap[s[i]].push_back(i);
4. }

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