C/C++每日一练：编写一个查找子串的位置函数

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 复制代码

#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 复制代码

#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
}