C语言练习 字符串相关的算法题

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#算法 #c语言 #开发语言

字符串相关的知识点

常用字符串函数

#include <string.h>

// 获取字符串长度
strlen(str);

// 字符串复制
strcpy(dest, src);
strncpy(dest, src, n);  // 更安全

// 字符串连接
strcat(dest, src);

// 字符串比较
strcmp(str1, str2);

// 查找字符
strchr(str, ch);  // 查找字符第一次出现
strrchr(str, ch); // 查找字符最后一次出现

// 查找子串
strstr(haystack, needle);

题目1：字符串反转

题目描述

实现一个函数，将输入的字符串反转过来。

思路分析

使用双指针法，一个指针指向字符串开头，一个指向末尾，交换两个指针所指向的字符，然后向中间移动，直到相遇。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void reverseString(char* s) {
    if (s == NULL) return;
    
    int left = 0;
    int right = strlen(s) - 1;
    
    while (left < right) {
        // 交换字符
        char temp = s[left];
        s[left] = s[right];
        s[right] = temp;
        
        left++;
        right--;
    }
}

// 测试代码
int main() {
    char str1[] = "hello";
    printf("原字符串: %s\n", str1);
    reverseString(str1);
    printf("反转后: %s\n", str1);
    
    char str2[] = "racecar";
    printf("原字符串: %s\n", str2);
    reverseString(str2);
    printf("反转后: %s\n", str2);
    
    return 0;
}

运行结果

题目2：验证回文串

题目描述

给定一个字符串，验证它是否是回文串，只考虑字母和数字字符，忽略字母的大小写。

思路分析

  1. 使用双指针，一个从前往后，一个从后往前

  2. 跳过非字母数字字符

  3. 比较时统一转换为小写

  4. 如果所有字符都匹配，则是回文串

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

bool isPalindrome(char* s) {
    if (s == NULL) return true;
    
    int left = 0;
    int right = strlen(s) - 1;
    
    while (left < right) {
        // 跳过非字母数字字符
        while (left < right && !isalnum(s[left])) {
            left++;
        }
        while (left < right && !isalnum(s[right])) {
            right--;
        }
        
        if (left < right) {
            // 转换为小写后比较
            if (tolower(s[left]) != tolower(s[right])) {
                return false;
            }
            left++;
            right--;
        }
    }
    return true;
}

// 测试代码
int main() {
    char str1[] = "A man, a plan, a canal: Panama";
    printf("字符串: \"%s\"\n", str1);
    printf("是否是回文串: %s\n", isPalindrome(str1) ? "是" : "否");
    
    char str2[] = "race a car";
    printf("字符串: \"%s\"\n", str2);
    printf("是否是回文串: %s\n", isPalindrome(str2) ? "是" : "否");
    
    return 0;
}

运行结果

题目3：字符串中的第一个唯一字符

题目描述

给定一个字符串，找到它的第一个不重复的字符，并返回它的索引。如果不存在，则返回 -1。

思路分析

  1. 使用哈希表（数组）统计每个字符出现的次数

  2. 再次遍历字符串，找到第一个计数为1的字符

  3. 时间复杂度O(n)，空间复杂度O(1)（因为字符集大小固定）

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int firstUniqChar(char* s) {
    if (s == NULL) return -1;
    
    int count[26] = {0};  // 假设只包含小写字母
    int len = strlen(s);
    
    // 第一次遍历：统计每个字符出现的次数
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        count[s[i] - 'a']++;
    }
    
    // 第二次遍历：找到第一个只出现一次的字符
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (count[s[i] - 'a'] == 1) {
            return i;
        }
    }
    
    return -1;
}

// 扩展版本：支持ASCII所有字符
int firstUniqCharExtended(char* s) {
    if (s == NULL) return -1;
    
    int count[256] = {0};  // ASCII字符集
    int len = strlen(s);
    
    // 统计频率
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        count[(unsigned char)s[i]]++;
    }
    
    // 查找第一个唯一字符
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (count[(unsigned char)s[i]] == 1) {
            return i;
        }
    }
    
    return -1;
}

// 测试代码
int main() {
    char str1[] = "leetcode";
    printf("字符串: %s\n", str1);
    printf("第一个唯一字符索引: %d\n", firstUniqChar(str1));
    
    char str2[] = "loveleetcode";
    printf("字符串: %s\n", str2);
    printf("第一个唯一字符索引: %d\n", firstUniqChar(str2));
    
    return 0;
}

运行结果

题目4：有效的括号

题目描述

给定一个只包括 '('，')'，'{'，'}'，'['，']' 的字符串，判断字符串是否有效。

思路分析

  1. 使用栈数据结构

  2. 遇到左括号就入栈

  3. 遇到右括号就检查栈顶是否匹配

  4. 最后检查栈是否为空

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

#define MAX_SIZE 10000

bool isValid(char* s) {
    if (s == NULL) return true;
    
    char stack[MAX_SIZE];
    int top = -1;
    int len = strlen(s);
    
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        char c = s[i];
        
        // 如果是左括号，入栈
        if (c == '(' || c == '[' || c == '{') {
            stack[++top] = c;
        }
        // 如果是右括号，检查是否匹配
        else if (c == ')') {
            if (top == -1 || stack[top] != '(') {
                return false;
            }
            top--;  // 弹出匹配的左括号
        }
        else if (c == ']') {
            if (top == -1 || stack[top] != '[') {
                return false;
            }
            top--;
        }
        else if (c == '}') {
            if (top == -1 || stack[top] != '{') {
                return false;
            }
            top--;
        }
    }
    
    // 如果栈为空，说明所有括号都匹配
    return top == -1;
}

// 测试代码
int main() {
    char* test_cases[] = {
        "()",
        "()[]{}",
        "(]",
        "([)]",
        "{[]}",
        ""
    };
    
    int num_cases = sizeof(test_cases) / sizeof(test_cases[0]);
    
    for (int i = 0; i < num_cases; i++) {
        printf("字符串: \"%s\"\n", test_cases[i]);
        printf("是否有效: %s\n", isValid(test_cases[i]) ? "是" : "否");
        printf("\n");
    }
    
    return 0;
}

运行结果

题目5：字符串转整数（atoi）

题目描述

实现一个函数，将字符串转换成整数。

思路分析

  1. 跳过前导空格

  2. 检查正负号

  3. 逐位转换数字，注意溢出处理

  4. 遇到非数字字符停止转换

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <ctype.h>
#include <stdbool.h>

int myAtoi(char* s) {
    if (s == NULL) return 0;
    
    int i = 0;
    int len = 0;
    while (s[len] != '\0') len++;
    
    // 1. 跳过前导空格
    while (i < len && s[i] == ' ') {
        i++;
    }
    
    if (i >= len) return 0;
    
    // 2. 处理正负号
    int sign = 1;
    if (s[i] == '-') {
        sign = -1;
        i++;
    } else if (s[i] == '+') {
        i++;
    }
    
    // 3. 转换数字
    long result = 0;  // 使用long防止溢出
    while (i < len && isdigit(s[i])) {
        int digit = s[i] - '0';
        
        // 检查溢出
        if (result > (INT_MAX - digit) / 10) {
            return sign == 1 ? INT_MAX : INT_MIN;
        }
        
        result = result * 10 + digit;
        i++;
    }
    
    result *= sign;
    
    // 处理溢出
    if (result > INT_MAX) return INT_MAX;
    if (result < INT_MIN) return INT_MIN;
    
    return (int)result;
}

// 测试代码
int main() {
    char* test_cases[] = {
        "42",
        "   -42",
        "4193 with words",
        "words and 987",
        "-91283472332",
        "2147483648",
        "-2147483649"
    };
    
    int num_cases = sizeof(test_cases) / sizeof(test_cases[0]);
    
    for (int i = 0; i < num_cases; i++) {
        printf("输入: \"%s\"\n", test_cases[i]);
        printf("输出: %d\n", myAtoi(test_cases[i]));
        printf("\n");
    }
    
    return 0;
}

运行结果

【C语言练习】字符串合并排序
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本章详细讲解：字符串的定义、字符串函数（ strlen字符串获取长度、strcat字符串拼接、strcpy字符串拷贝、strcmp字符串比较、strlwr字符串转小写、strupr字符串转大写 ）和底层实现、内置字符串练习题与示例代码
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12-04 30
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dfs|mask^翻转
一个人知道自己为什么而活，他就能够接收任何一种生活
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注意到：灯泡状态周期是6。
[优选算法专题十.哈希表 ——NO.55~57 两数之和、判定是否互为字符重排、存在重复元素]
2401_83386596的博客
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【剑斩OFFER】算法的暴力美学——数青蛙
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12-03 642
红包分配问题可以严格定义为： 定义 1.1（红包分配问题）: 给定总金额 M>0M > 0M>0 和参与人数 n∈N+n \in \mathbb{N}^+n∈N+，分配函数 f:{1,2,...,n}→R+f: \{1, 2, ..., n\} \rightarrow \mathbb{R}^+f:{1,2,...,n}→R+ 需要满足：设 Ω\OmegaΩ 为样本空间，F\mathcal{F}F 为事件域，PPP 为概率测度： 1.2.2 随机变量性质 定义随机变量 XiX_iXi​ 表示第 iii 个人获
简单多源BFS问题
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12-03 98
简单多源BFS问题
xtuoj Balls
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2403_87130085的博客
12-04 158
对每个操作（交换第x和x-1Swapa[x]a[x-1]xx-1a[x-1]a[x]la。
力扣每日一题：统计梯形的数目
yyssas的博客
12-03 129
同时，由于这里只是统计有平行边的四边形，会出现平行四边形，因为两对边都是平行边，因此被统计了两次。对于平行四边形，要判断，就是通过两个对角线的中点是相同的。因此，只要对角线的中点是相同的，然后找所有不同k的边，就可以顺利统计出平行四边形的个数。此处，首先要先统计所谓平行的边，判断依据就是斜率相同且截距不同，因此，要统计平行的边组成的梯形的个数，就是找k相同，b不同的。因此，要用一个哈希表，外层存k，内存存b，这样才能实现遍历的时候正确统计平行边个数。个点在笛卡尔平面上的坐标。给你一个二维整数数组。
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