编程小课堂：字符串函数与趣味题目实战

一、课前准备

小朋友们，我们要开启超有趣的编程小旅程啦！这次会用到字符串（就像一串字符小伙伴手拉手），还有解决几个好玩的题目，准备好和我一起出发了吗？

二、认识字符串与常用函数（基础版）

（一）什么是字符串

字符串就是把好多单个字符（像字母 a、数字 5、符号 @ 这些）连在一起，比如 "abc" ，就像三个字符小伙伴 a、b、c 手拉手排排站 。在 C++ 里，我们用 string 来表示它，比如：

// 定义一个字符串变量 str ，里面存着 "hello"
string str = "hello"; 

（二）常用字符串函数

1. size() 函数——数字符个数 就像数小饼干有几块，size() 能告诉我们字符串里有多少个字符。

string str = "apple";
// 数 apple 里的字符，a、p、p、l、e 一共 5 个，len 就会是 5
int len = str.size(); 
cout << len << endl;

2. substr() 函数——截取子串 想象把一长串糖葫芦截成小段，substr 能从字符串里截出一小段。它有两种常用用法：

• 用法一：substr(起始下标, 要截取的长度) 。下标从 0 开始数哦！比如字符串是 "abcdef" ，substr(1, 3) 就是从第 2 个字符（下标 1 对应的 b ）开始，截 3 个字符，得到 "bcd" 。
• 用法二：substr(起始下标) ，从起始下标开始，一直截到字符串末尾。比如 "abcdef" 用 substr(2) ，就从下标 2（c ）开始，截出 "cdef" 。

string str = "abcdefg";
// 从下标 2 开始，截 3 个字符，得到 "cde"
string part1 = str.substr(2, 3); 
// 从下标 4 开始，截到末尾，得到 "efg"
string part2 = str.substr(4); 
cout << part1 << endl;
cout << part2 << endl;

3. 遍历字符串——和每个字符打招呼 就像挨个叫小朋友名字，我们可以用 for 循环，一个一个访问字符串里的字符。

string str = "hello";
// i 从 0 到 4（因为 hello 有 5 个字符，下标 0 到 4 ）
for (int i = 0; i < str.size(); i++) { 
    // 输出每个字符，会依次打印 h、e、l、l、o
    cout << str[i] << endl; 
}

三、实战题目一：回文拼接大挑战（4078 题）

（一）题目理解

要判断一个字符串能不能分成两个部分，每个部分至少有 2 个字符，而且每个部分都是回文（正着读和反着读一样，像 "aba"、"aa" 这样）。比如 "aabbbb" ，能分成 "aa"（回文）和 "bbbb"（回文），就符合要求 。

（二）解题步骤 & 代码实现

1. 先写判断回文的小帮手函数 我们需要一个函数，判断一个字符串是不是回文。思路就是从字符串两头往中间比，要是都一样，就是回文啦！

// 这个函数叫 isHuiWen ，专门判断字符串 str 是不是回文
bool isHuiWen(string str) {
    int len = str.size();
    // 从两边往中间对比，i 从 0 开始，到字符串一半的位置
    for (int i = 0; i < len / 2; i++) { 
        // 左边第 i 个字符和右边第 i 个字符对比
        if (str[i] != str[len - 1 - i]) { 
            // 不一样，就不是回文，返回 false
            return false; 
        }
    }
    // 全部对比完都一样，是回文，返回 true
    return true; 
}

2. 主函数处理输入输出和逻辑判断

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

// 上面的 isHuiWen 函数放这里哦

int main() {
    int n;
    // 输入有几个字符串要判断
    cin >> n; 
    // 循环 n 次，处理每个字符串
    while (n--) { 
        string s;
        // 输入当前要判断的字符串
        cin >> s; 
        // 字符串长度小于 4 ，没法分成两个至少 2 个字符的部分，直接输出 No
        if (s.size() < 4) { 
            cout << "No" << endl;
            // 跳过这次循环，处理下一个字符串
            continue; 
        }
        
        bool found = false; // 标记有没有找到符合条件的拆分
        // 尝试所有可能的分割点，左边长度从 2 开始，到总长度 - 2 结束（保证右边也至少 2 个字符）
        for (int lenLeft = 2; lenLeft <= s.size() - 2; lenLeft++) { 
            // 截取左边的子串，长度是 lenLeft
            string left = s.substr(0, lenLeft); 
            // 截取右边的子串，从 lenLeft 位置开始到末尾
            string right = s.substr(lenLeft); 
            
            // 判断左右两边是不是都是回文
            if (isHuiWen(left) && isHuiWen(right)) { 
                found = true; // 找到符合条件的啦
                // 找到就不用再试其他分割点，跳出循环
                break; 
            }
        }
        
        // 根据 found 的结果输出
        if (found) {
            cout << "Yes" << endl;
        } else {
            cout << "No" << endl;
        }
    }
    return 0;
}

（三）代码运行示例

比如输入样例里的 "aabbbb" ：

• 字符串长度是 6 ，满足 ≥4 。
• 分割点试到 lenLeft = 2 时，left 是 "aa"（回文），right 是 "bbbb"（回文），所以输出 "Yes" 。

四、实战题目二：进制转换小能手（4019 题）

（一）题目理解

把不同进制（像二进制、八进制、十六进制）的数，转换成十进制。比如八进制 1362 ，要转换成十进制的 754 ；十六进制 3F0 转换成十进制的 1008 。

（二）解题思路 & 代码实现

1. 核心思路 对于一个 K 进制数，从右往左，每一位的 “权值” 是 K^0、K^1、K^2…… （比如十进制数 123 ，3 的权值是 10^0 ，2 是 10^1 ，1 是 10^2 ）。我们要把每一位的数字乘以对应的权值，再加起来，就得到十进制数啦！

2. 代码实现

#include <iostream>
#include <string>
// 用到 pow 函数（计算次方），需要这个头文件
#include <cmath> 
using namespace std;

// 把字符转换成对应的数字，比如 'A' 转成 10 ，'3' 转成 3
int charToNum(char c) {
    if (c >= '0' && c <= '9') {
        // 数字字符，直接减去 '0' 得到对应的数字
        return c - '0'; 
    } else {
        // 字母字符，比如 'A' ，减去 'A' 再加 10 ，得到 10
        return c - 'A' + 10; 
    }
}

int main() {
    int N;
    // 输入要转换的数的个数
    cin >> N; 
    while (N--) {
        int K;
        string s;
        // 输入进制 K 和要转换的 K 进制数（字符串形式）
        cin >> K >> s; 
        int result = 0;
        int len = s.size();
        // 从字符串左边到右边遍历（对应进制数从高位到低位）
        for (int i = 0; i < len; i++) { 
            char c = s[i];
            // 转换成对应的数字
            int num = charToNum(c); 
            // 计算当前位的权值，比如 K 进制数，第 i 位（从 0 开始数）的权值是 K 的 (len - 1 - i) 次方
            int power = len - 1 - i; 
            // 数字乘以权值，累加到结果
            result += num * pow(K, power); 
        }
        // 输出转换后的十进制数
        cout << result << endl; 
    }
    return 0;
}

（三）代码运行示例

比如输入八进制 1362 ：

• 各位数字是 1、3、6、2 。
• 权值分别是 8^3、8^2、8^1、8^0 。
• 计算：1*8^3 + 3*8^2 + 6*8^1 + 2*8^0 = 512 + 192 + 48 + 2 = 754 ，输出 754 。

五、实战题目三：X 字矩阵大画家（4015 题）

（一）题目理解

要画出一个 N×N 的矩阵（N 是奇数），两条对角线位置是 + ，其他位置是 - 。比如 N=5 时，就会画出一个像 X 形状的图案 。

（二）解题思路 & 代码实现

1. 核心思路 对于矩阵的每一行，每一列，如果是对角线位置（行号和列号相同，或者行号 + 列号 = N - 1 ），就输出 + ，否则输出 - 。

2. 代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int N;
    // 输入矩阵的大小 N
    cin >> N; 
    // 循环 N 次，打印 N 行
    for (int i = 0; i < N; i++) { 
        // 循环 N 次，打印每行的 N 个字符
        for (int j = 0; j < N; j++) { 
            // 对角线位置：行号等于列号，或者行号 + 列号等于 N - 1
            if (i == j || i + j == N - 1) { 
                cout << "+";
            } else {
                cout << "-";
            }
        }
        // 一行打印完，换行
        cout << endl; 
    }
    return 0;
}

（三）代码运行示例

当输入 N=5 时：

• 第一行，i=0 ，j 分别为 0（+ ，因为 0==0 ）、1（- ）、2（- ）、3（- ）、4（+ ，因为 0+4=4 ，N-1=4 ），所以第一行是 +-+--+ ？不对，重新看： 哦，N=5 时，每行 j 从 0 到 4 ：
• 第 0 行（i=0 ）：
  • j=0 ：i==j → +
  • j=1 ：不满足 → -
  • j=2 ：不满足 → -
  • j=3 ：不满足 → -
  • j=4 ：i + j = 0 + 4 = 4 ，N-1=4 → + 所以第一行是 +-+--+ ？不对，应该是 +---+ ？哦，我算错啦，N=5 时，每行 5 个字符： 第 0 行： j=0 → + j=1 → - j=2 → - j=3 → - j=4 → + 所以第一行是 +---+ （因为中间三个 - ）。继续打印其他行，最后就会得到题目里的 X 形状啦！

六、总结复习

1. 字符串函数 ：size() 数字符个数，substr() 截取子串，还能遍历字符串访问每个字符。
2. 题目实战 ：
   • 回文拼接：用函数判断回文，再拆分字符串尝试拼接。
   • 进制转换：利用权值计算，把不同进制转十进制。
   • X 字矩阵：根据行列位置判断输出 + 还是 - 。

小朋友们，多敲敲代码，自己改改参数试试，就能更熟练啦！编程就像搭积木，多练习就能搭出超有趣的作品哟～ 有不懂的地方，随时找老师问呀！