C++ 字符串操作与算法实践学习笔记

一、前言

本次课程围绕 C++ 字符串操作和简单算法展开，涵盖数组排序、字符串查找、循环移位、构造与修改等知识点，结合代码示例与题目实践，帮助大家掌握基础用法，解决实际编程问题 。

二、数组排序实践（sort 函数）

1. 代码示例

#include <iostream>
// 引入算法库，使用 sort 排序函数
#include <algorithm> 
using namespace std;

int main() {
    // 定义数组存储输入整数，最多存 3000 个
    int arr[3000]; 
    int n; 
    // 输入整数个数
    cin >> n; 
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        // 循环读入 n 个整数到数组
        cin >> arr[i]; 
    }
    // 对数组前 n 个元素升序排序，sort(起始地址, 结束地址)，结束地址不包含
    sort(arr, arr + n); 
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        // 输出排序后数组元素，空格分隔
        cout << arr[i] << " "; 
    }
    return 0; 
}

2. 关键说明

• sort 函数：来自 <algorithm> 库，sort(arr, arr + n) 对数组 arr 从下标 0 到 n - 1 的元素排序，遵循左闭右开原则（arr + n 是最后一个元素下标的后一位，不参与排序 ）。若数组下标从 1 开始，需写成 sort(arr + 1, arr + n + 1) 。
• 应用场景：处理需要排序的整数数组，比如成绩排序、数据统计前预处理等。

三、字符串基础操作（查找、截取、构造 ）

1. 字符串查找与截取示例

#include<iostream>
// 引入字符串处理相关功能
#include<string> 
using namespace std;

int main() {
    // 定义两个字符串
    string s1 = "hiheokok111o", s2 = "ok"; 
    // 查找 s2 在 s1 中首次出现位置，找不到返回 string::npos
    int pos = s1.find(s2); 
    cout << "s2在s1中的位置：" << pos << endl; 
    // 从 s1 下标 5 开始找 s2
    int pos2 = s1.find(s2, 5); 
    cout << "s2在s1中的第二个位置：" << pos2 << endl; 

    string s3 = "ohell"; 
    // 截取 s3 从下标 1 开始到末尾的子串，拼接下标 0 的字符，实现类似“循环移位”
    s3 = s3.substr(1) + s3[0]; 
    cout << s3 << endl; 
    return 0; 
}

2. 字符串构造示例

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 字符串常量（C 风格，本质是 const char* ）与 string 类型区分说明
    // 用构造函数初始化 string 对象
    // string s3("World"); 
    // 构造匿名 string 对象并输出
    cout << string("World") << endl; 
    return 0; 
}

3. 关键说明

• find 函数：string 类成员函数，s.find(sub, pos) 在字符串 s 中，从下标 pos 开始找子串 sub ，找到返回起始下标，找不到返回 string::npos（常用来判断查找结果 ）。
• substr 函数：s.substr(pos, len) 截取字符串 s 从下标 pos 开始，长度为 len 的子串；若省略 len ，截取到字符串末尾 。
• 构造函数：string("内容") 可直接创建匿名字符串对象，也能用 string s("内容") 定义命名对象，用于快速初始化字符串 。

四、字符串循环移位与子串包含问题（算法实践 ）

1. 题目：字串包含（信息学奥赛一本通 2050 ）

• 题目描述：给定两个字符串，判定一个是否是另一个经若干次循环移位（把第一个字符移到末尾）后的新字符串的子串，是则输出 true ，否则 false 。
• 代码实现：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main() {
    string s1, s2; 
    // 输入两个字符串
    cin >> s1 >> s2; 
    // 保证 s1 是较长或等长的字符串，方便后续处理
    if (s2.size() > s1.size()) { 
        swap(s1, s2); 
    }
    // 循环移位次数最多为 s1 长度（移位 s1.size() 次会回到原字符串 ）
    for (int i = 1; i <= (int)s1.size(); i++) { 
        // 检查 s2 是否是当前 s1 的子串
        if (s1.find(s2, 0) != string::npos) { 
            cout << "true" << endl; 
            return 0; 
        }
        // 对 s1 进行一次循环移位：截取下标 1 到末尾，拼接下标 0 字符
        s1 = s1.substr(1) + s1[0]; 
    }
    // 循环结束没找到，输出 false
    cout << "false" << endl; 
    return 0; 
}

2. 关键说明

• 循环移位逻辑：通过 s1 = s1.substr(1) + s1[0] 实现，每次把第一个字符移到末尾，模拟循环移位操作 。
• 子串判断：借助 find 函数检查子串，结合循环移位覆盖所有可能的移位情况，判断是否满足题目条件 。

五、字符串的增删改查扩展（insert、replace ）

1. 代码示例

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    string s = "Hello"; 
    // 在 s 下标 1 位置插入子串 "ello" ，原字符串变为 "Hellowello"
    s.insert(1, "ello"); 
    // // 从下标 1 开始，替换 3 个字符为 "i" ，若取消注释，字符串会变为 "Hioello"
    // s.replace(1, 3, "i"); 
    cout << s << endl; 
    return 0; 
}

2. 关键说明

• insert 函数：s.insert(pos, sub) 在字符串 s 下标 pos 位置插入子串 sub ，可用于动态扩展字符串内容 。
• replace 函数：s.replace(pos, len, sub) 从下标 pos 开始，替换 len 长度的字符为子串 sub ，灵活修改字符串部分内容 。

六、总结

本次课程学习了：

• 用 sort 函数对数组排序，掌握其参数规则适配不同下标起始情况 。
• 字符串的查找（find ）、截取（substr ）、构造，以及循环移位实践，解决子串包含问题 。
• 字符串的插入（insert ）、替换（replace ）等修改操作，丰富字符串处理手段 。这些知识是 C++ 编程基础，后续可结合更多算法题（如字符统计、密码处理等 ）深化应用，多练习才能熟练掌握！