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博客主頁： [小????????] 本文專欄: C++

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💯前言

• 在本次編程練習中，我們的目標是設計并實現一款文字處理軟件。題目要求我們通過一系列字符串操作，模擬文字處理過程。這些操作包括字符串的拼接、截取、插入和查找，操作的結果需及時輸出。這類問題不僅考察了我們對 C++ 中字符串操作的掌握，也考察了如何根據不同需求選擇合適的數據結構和算法。通過這篇文章，我們將詳細分析題目中的要求、我的實現方法、老師的實現方式，并進行對比，最終擴展和總結整個思路。
  C++ 參考手冊
  

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💯題目描述

以下是題目原文，要求根據輸入的操作來處理文檔內容，并輸出結果：

💯題目描述

P5734 【深基6.例6】文字處理軟件

你需要開發一款文字處理軟件。最開始時輸入一個字符串作為初始文檔。可以認為文檔開頭是第 0 個字符。需要支持以下操作：

• 1 str：后接插入，在文檔后面插入字符串 str，并輸出文檔的字符串；
• 2 a b：截取文檔部分，只保留文檔中從第 a 個字符起 b 個字符，并輸出文檔的字符串；
• 3 a str：插入片段，在文檔中第 a 個字符前面插入字符串 str，并輸出文檔的字符串；
• 4 str：查找子串，查找字符串 str 在文檔中最先的位置并輸出；如果找不到輸出 -1。

為了簡化問題，規定初始的文檔和每次操作中的 str 都不含有空格或換行。最多會有 q 次操作。

輸入格式

第一行輸入一個正整數 q，表示操作次數。

第二行輸入一個字符串 str，表示最開始的字符串。

第三行開始，往下 q 行，每行表示一個操作，操作如題目描述所示。

輸出格式

一共輸出 q 行。

對于每個操作 1,2,3，根據操作的要求輸出一個字符串。

對于操作 4，根據操作的要求輸出一個整數。

示例輸入與輸出

輸入：

4
ILove
1 Luogu
2 5 5
3 3 guGugu
4 gu

輸出：

ILoveLuogu
Luogu
LuoguGugugu
3

💯我的做法

在我自己的實現中，我依賴了 C++ 中標準庫提供的 string 類型，它使得字符串操作變得非常簡單。主要操作如下：

操作1：在文檔末尾插入字符串

我選擇了使用 += 運算符來將字符串拼接到文檔末尾，代碼如下：

s += str;

這樣實現可以將新字符串 str 添加到當前文檔 s 的末尾，符合題目的要求。

操作2：截取字符串

對于操作2，我使用了 substr(a, b) 函數來截取文檔中的一部分。substr 函數接受兩個參數，a 為起始位置，b 為截取長度。根據題目要求，我們需要將起始位置從 1-based 轉換為 0-based，因此在調用 substr 時，將 a - 1 作為起始位置：

s = s.substr(a - 1, b);

操作3：在指定位置插入字符串

為了在指定位置插入字符串，我使用了 insert(a, str) 方法。這個方法會將字符串 str 插入到當前字符串 s 的第 a 個位置：

s.insert(a - 1, str);

注意這里的 a - 1 是因為題目給定的是 1-based 索引，而 C++ 的字符串操作是基于 0-based 索引的。

操作4：查找子串位置

對于操作4，我使用了 find(str) 函數來查找子串 str 在文檔中最早出現的位置。如果沒有找到該子串，find 函數會返回 string::npos，表示未找到：

size_t pos = s.find(str);
if (pos == string::npos)cout << -1 << endl;
elsecout << pos << endl;

完整代碼：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{int n;cin >> n;string s;cin >> s;while(n--){int m;cin >> m;switch(m){case 1:{string s2;cin >> s2;s += s2;cout << s << endl;break;}case 2:{int a, b;cin >> a >> b;s = s.substr(a, b);cout << s << endl;break;}case 3:{int a;string s2;cin >> a >> s2;s.insert(a, s2);cout << s << endl;break;}case 4:{string s2;cin >>  s2;size_t idex = s.find(s2);if(idex == string::npos)cout << -1 << endl;elsecout << idex << endl;break;}}}return 0;
}

💯老師的做法

老師的做法和我類似，核心思路沒有變化，采用了 C++ 標準庫的 string 類型及其內置的操作函數。具體代碼如下：

主要差異

1. 變量初始化：

   • 老師在代碼開始時就預定義了變量 a, b, 和 str，而我的做法是在每個操作中根據需要動態定義這些變量。
   • 老師的代碼將變量定義放在了 while 循環外部，而我的做法將這些變量放在了每個 switch 語句內，確保了在每個操作中只定義所需變量。

2. 使用 switch 語句：

   • 老師使用了 switch 語句來處理不同的操作，明確區分了不同的操作類型。這種方式在處理多個互斥操作時非常清晰，且便于擴展。

3. 查找操作：

   • 在查找子串的部分，老師也使用了 find 函數，并且處理了找不到子串時返回 -1 的邏輯，和我的做法相同。

代碼：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{int q = 0;cin >> q;string s;cin >> s;int a, b;string str;while (q--){int m = 0;cin >> m;switch (m){case 1:cin >> str;s += str;cout << s << endl;break;case 2:cin >> a >> b;s = s.substr(a, b);cout << s << endl;break;case 3:cin >> a >> str;s.insert(a, str);cout << s << endl;break;case 4:cin >> str;size_t pos = s.find(str);if (pos == string::npos)cout << -1 << endl;elsecout << pos << endl;break;}}return 0;
}

💯對比分析

相同點：

1. 操作邏輯：

   • 兩種實現都處理了 4 種操作，分別是插入、截取、插入指定位置、查找子串。
   • 都使用了 string 類型的操作函數，如 +=, substr, insert, 和 find 來執行字符串操作。

2. 輸入輸出：

   • 輸入格式一致，讀取 q 次操作并執行，每次執行后輸出對應結果。

差異點：

1. 變量定義：

   • 我的做法在每個操作前定義變量，使得每次操作只在需要的時候初始化變量。老師則將變量統一提前定義，這在一些情況下可能更清晰，尤其是在處理較為復雜的邏輯時。

2. 代碼結構：

   • 我選擇了將每個操作的代碼放在 switch 語句的各個分支中，老師則將更多的內容放在 switch 外部，尤其是變量的定義和初始化。

💯擴展與優化

1. 優化字符串拼接：

   • 在頻繁拼接字符串的情況下，+= 運算符可能會有性能問題，尤其是當字符串較長時。為了提高效率，可以使用 stringstream 或 vector<char> 來減少內存重分配帶來的開銷。

2. 邊界檢查：

   • 對于操作 2 和操作 3，程序沒有進行充分的邊界檢查。如果 a 和 b 超出了文檔長度范圍，應當做適當的處理。比如，在執行 substr(a, b) 時，可以檢查 a + b 是否超過字符串的最大長度。

3. 容錯性：

   • 對于查找子串操作，可以加入更多的異常處理機制，例如對輸入的子串進行合法性校驗，防止空串或無效字符導致異常。

💯小結

本次文字處理軟件題目考察了 C++ 中字符串的基本操作，特別是如何通過不同的方式處理字符串的拼接、截取、插入和查找。通過兩種實現方法的對比，我們不僅看到了不同的實現方式，也發現了每種方法的優缺點。在實際編碼中，我們可以根據具體情況選擇合適的方式來實現。通過這些操作，我們能夠更深入地理解 C++ 字符串的操作特性，并提升自己的編程能力。

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