C++ String 类实战：常见算法题解析与优化

1. 预处理：遍历原字符串，将大写字母转为小写，仅保留字母和数字，构建新串。
2. 双指针验证：定义左右指针分别指向新串首尾，向中间靠拢比对。

虽然 C++ 标准库提供了 tolower 等函数，但在算法练习中，理解 ASCII 码转换原理（大写转小写加 32）同样重要。

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(string s) {
        string clean_str;
        // 步骤 1：过滤并统一大小写
        for (char ch : s) {
            if (ch >= 'A' && ch <= 'Z') {
                clean_str += ch + 32; // 大写转小写
            } else if (ch >= 'a' && ch <= 'z') {
                clean_str += ch;
            } else if (ch >= '0' && ch <= '9') {
                clean_str += ch;
            }
            // 其他字符自动跳过
        }
        
        // 步骤 2：双指针判断
        int left = 0;
        int right = clean_str.size() - 1;
        while (left < right) {
            if (clean_str[left] != clean_str[right]) {
                return false;
            }
            left++;
            right--;
        }
        return true;
    }
};

三、字符串中的第一个唯一字符

题目背景 在一个只包含小写字母的字符串中，找出第一个只出现一次的字符并返回其索引。

核心逻辑 由于字符集有限（仅 a-z），可以使用定长数组代替哈希表来统计频率，空间复杂度更低。

1. 统计频次：创建一个大小为 26 的数组，遍历字符串累加每个字符对应的计数。
2. 二次遍历：再次遍历原字符串，检查对应位置的计数值是否为 1。

class Solution {
public:
    int firstUniqChar(string s) {
        int count[26] = {0}; // 初始化计数器
        
        // 步骤 1：统计每个字母出现次数
        for (char ch : s) {
            count[ch - 'a']++; // 'a' 映射到索引 0
        }
        
        // 步骤 2：寻找第一个计数为 1 的字符
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (count[s[i] - 'a'] == 1) {
                return i;
            }
        }
        
        return -1; // 不存在唯一字符
    }
};

四、反转字符串

题目背景 将字符数组原地反转。虽然题目给的是 vector<char>，但操作逻辑与字符串完全一致。

核心逻辑 使用双指针法，一个指向头部，一个指向尾部，交换两者内容并向中间移动，直到相遇。

这里可以直接使用 swap 函数，它比手动引入临时变量更直观且不易出错。

class Solution {
public:
    void reverseString(vector<char>& s) {
        if (s.empty()) return;
        
        int start = 0;
        int end = s.size() - 1;
        
        while (start < end) {
            swap(s[start], s[end]); // 原地交换
            start++;
            end--;
        }
    }
};

总结 以上四个例子涵盖了字符串处理的几个关键场景：输入流处理、字符清洗、频率统计及原地修改。在实际开发中，建议优先熟悉标准库提供的工具函数，但在算法考察中，理解底层实现逻辑往往能带来更好的性能优化空间。