题目要求
编写一个函数,用于在一个字符串中查找一个子串的位置。如果找到子串,则返回子串在主字符串中第一次出现的位置(从0开始计数);如果未找到子串,则返回-1。
做题思路
- 遍历主字符串:从主字符串的第一个字符开始,逐个字符进行遍历。
- 匹配子串:对于主字符串中的每一个字符,检查从这个字符开始的后缀子串是否与给定的子串匹配。
- 返回位置:如果找到匹配的子串,则返回当前起始字符的位置。
- 未找到处理:如果遍历完整个主字符串都没有找到匹配的子串,则返回-1。
过程解析
- 暴力匹配法:这是最简单的方法,通过两层循环实现。外层循环遍历主字符串的每一个字符,内层循环从当前外层循环的字符开始,逐个字符与子串进行比较。
- 优化:虽然暴力匹配法简单易懂,但在最坏情况下时间复杂度为O(n*m),其中n是主字符串的长度,m是子串的长度。对于更高效的算法,可以考虑KMP(Knuth-Morris-Pratt)算法或Boyer-Moore算法等,但本文主要实现暴力匹配法。
运用到的知识点
- 字符串操作:C语言中,字符串是以字符数组的形式存储,并以空字符'\0'结尾。
- 循环控制:使用for循环或while循环进行字符串遍历。
- 条件判断:使用if语句进行子串匹配的判断。
示例代码
C 实现
cpp
#include <stdio.h> // 引入标准输入输出库,用于printf函数
#include <string.h> // 引入字符串处理库,用于strlen函数
// 定义一个函数,用于查找子串在主字符串中的位置
int findSubstring(const char *str, const char *sub) {
int strLen = strlen(str); // 获取主字符串的长度
int subLen = strlen(sub); // 获取子串的长度
// 使用for循环遍历主字符串,确保不会越界到子串长度之外
for (int i = 0; i <= strLen - subLen; i++) {
// 定义一个变量j,用于在内层循环中遍历子串
int j;
// 使用for循环遍历子串,从当前主字符串的位置i开始比较
for (j = 0; j < subLen; j++) {
// 如果当前字符不匹配,则跳出内层循环
if (str[i + j] != sub[j]) {
break; // 一旦发现不匹配,跳出内层循环
}
}
// 如果内层循环正常结束(此时子串的每一个字符都已匹配完,即j等于子串长度),说明找到了匹配的子串
if (j == subLen) {
return i; // 返回子串在主字符串中的起始位置
}
}
// 如果遍历完整个主字符串都没有找到匹配的子串,则返回-1
return -1;
}
int main()
{
const char *str = "hello world"; // 定义并初始化主字符串
const char *sub = "world"; // 定义并初始化要查找的子串
int position = findSubstring(str, sub); // 调用findSubstring函数查找子串位置
// 根据返回的位置值,打印相应的信息
if (position != -1) {
printf("The position of substring:'%s' in the main string is: %d\n", sub, position); // 找到子串,打印位置
} else {
printf("No substring found.\n"); // 未找到子串,打印提示信息
}
return 0; // 程序正常结束
}
C++ 实现
cpp
#include <iostream> // 引入输入输出流库,用于std::cout和std::endl
#include <string> // 引入字符串库,用于std::string类型
// 定义一个函数,用于查找子串在主字符串中的位置
int findSubstring(const std::string &str, const std::string &sub) {
int strLen = str.length(); // 获取主字符串的长度
int subLen = sub.length(); // 获取子串的长度
// 使用for循环遍历主字符串,确保不会越界到子串长度之外
for (int i = 0; i <= strLen - subLen; i++) {
// 定义一个布尔变量match,用于标记当前位置开始的子串是否与给定子串匹配
bool match = true;
// 使用for循环遍历子串,从当前主字符串的位置i开始比较
for (int j = 0; j < subLen; j++) {
// 如果当前字符不匹配,则将match设置为false,并跳出内层循环
if (str[i + j] != sub[j]) {
match = false;
break; // 一旦发现不匹配,跳出内层循环
}
}
// 如果内层循环正常结束(即j等于子串长度且match为true),说明找到了匹配的子串
if (match) {
return i; // 返回子串在主字符串中的起始位置
}
}
// 如果遍历完整个主字符串都没有找到匹配的子串,则返回-1
return -1;
}
int main()
{
std::string str = "hello world"; // 定义并初始化主字符串
std::string sub = "world"; // 定义并初始化要查找的子串
int position = findSubstring(str, sub); // 调用findSubstring函数查找子串位置
// 根据返回的位置值,打印相应的信息
if (position != -1) {
// 如果找到了子串,则打印子串和它在主字符串中的位置
std::cout << "The position of the substring: " << sub << " in the main string is: " << position << std::endl;
} else {
// 如果未找到子串,则打印提示信息
std::cout << "No substring found" << sub << "'" << std::endl;
}
return 0; // 程序正常结束
}