C++17 string_view 加速子串问题

最新推荐文章于 2025-03-27 21:35:39 发布

HackingGate

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本文介绍了C++17引入的string_view类如何提高处理子串问题的效率，通过示例说明其在解决DNA重复序列和恢复文章空格的题目中的应用，展示了使用string_view加速子串比较和减少不必要的复制操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

C++17引入了 string_view 类，适用于需要生成子串的问题，避免了字符串复制操作，但不允许修改子串。基本用法如下：

string str = "hello world";
string_view sv(str);
string_view sub = sv.substr(0, 2);
unordered_map<string_view, int> mp;

除了构造时需要使用string类对象外，取子串的方式和string基本相同，注意使用string_view类的容器对应的类型也要写成string_view。

下面是两道用string_view可以大大加速子串分析的问题：

1.187. 重复的DNA序列

所有 DNA 都由一系列缩写为 A，C，G 和 T 的核苷酸组成，例如：“ACGAATTCCG”。在研究 DNA 时，识别 DNA 中的重复序列有时会对研究非常有帮助。

编写一个函数来查找目标子串，目标子串的长度为 10，且在 DNA 字符串 s 中出现次数超过一次。

示例：

输入：s = "AAAAACCCCCAAAAACCCCCCAAAAAGGGTTT"
输出：["AAAAACCCCC", "CCCCCAAAAA"]

最直观的思路，用 unordered_map存储所有长度为10的子串及其出现的次数，最后输出大于1次的即可。使用string_view来加速取子串的过程。

class Solution {
public:
    vector<string> findRepeatedDnaSequences(string s) {
        unordered_map<string_view, int> mp;
        int n = s.size();
        if(n < 10) return vector<string>();
        string_view sv(s);
        for (int i = 0; i < n - 9; ++i)
        {
            string_view sub = sv.substr(i, 10);
            mp[sub]++;
        }
        vector<string> ans;
        for(const auto& it : mp)
        {
            if(it.second > 1) ans.emplace_back(it.first);
        }
        return ans;
    }
};

2. 面试题 17.13. 恢复空格

哦，不！你不小心把一个长篇文章中的空格、标点都删掉了，并且大写也弄成了小写。像句子"I reset the computer. It still didn’t boot!"已经变成了"iresetthecomputeritstilldidntboot"。在处理标点符号和大小写之前，你得先把它断成词语。当然了，你有一本厚厚的词典dictionary，不过，有些词没在词典里。假设文章用sentence表示，设计一个算法，把文章断开，要求未识别的字符最少，返回未识别的字符数。

注意：本题相对原题稍作改动，只需返回未识别的字符数

示例：

输入：
dictionary = ["looked","just","like","her","brother"]
sentence = "jesslookedjustliketimherbrother"
输出： 7
解释：断句后为"jess looked just like tim her brother"，共7个未识别字符。
提示：

0 <= len(sentence) <= 1000
dictionary中总字符数不超过 150000。
你可以认为dictionary和sentence中只包含小写字母。

动态规划。令dp[i]表示s[0...i]中能够匹配字典的最大字符数。那么对于 0 <= j <= i，如果 s[j...i]在字典中，dp[i] = max(dp[i], dp[j-1] + i - j + 1)。

使用string_view加速取子串s[j...i]的过程。

class Solution {
public:
    int respace(vector<string>& dictionary, string sentence) {
        int n = sentence.size();
        if(n == 0) return 0;
        unordered_set<string_view> set(dictionary.begin(), dictionary.end());
        int dp[1000] = {0};
        string_view sv(sentence);
        dp[0] = (set.count(sv.substr(0, 1)) ? 1 : 0);
        for (int i = 1; i < n; ++i)
        {
            if(set.count(sv.substr(0, i+1))) dp[i] = i + 1;
            else
            {
                dp[i] = dp[i-1];
                for (int j = 1; j <= i; ++j)
                {
                    if(set.count(sv.substr(j, i-j+1))) dp[i] = max(dp[i], dp[j-1] + i-j+1);
                }
            }
        }
        return n - dp[n-1];
    }
};

除了string_view，在判别string 或 string_view 是否相等时，使用 s.compare() 比使用 == 判别是否相等速度更快。例如以下两题：

214. 最短回文串

1316. 不同的循环子字符串