【优选算法 | 字符串】字符串模拟题精选：思维+实现解析
| 算法 | 相关知识点 | 可以通过点击 | 以下链接进行学习 | 一起加油！ |
|---|---|---|---|---|
| 双指针 | 滑动窗口 | 二分查找 | 前缀和 | 位运算 |
| 模拟 | 链表 | 哈希表 |
在众多字符串算法题中，有一类题目看起来没有太多算法技巧，却经常让人“翻车”——那就是字符串模拟题。这类题型往往不依赖复杂的数据结构或高级算法，更多的是对逻辑构造能力、字符串操作细节以及边界处理的考察。本文将通过几个典型字符串模拟题的拆解，帮助你梳理解题思路、掌握通用技巧，从而在这类题目中稳住基本盘。
🌈个人主页：是店小二呀
🌈C/C++专栏：C语言\ C++
🌈初/高阶数据结构专栏： 初阶数据结构\ 高阶数据结构
🌈Linux专栏： Linux
🌈算法专栏：算法
🌈Mysql专栏:Mysql
🌈你可知:无人扶我青云志 我自踏雪至山巅
文章目录
14. 最长公共前缀
【题目】：14. 最长公共前缀
【算法思路】
解法一：两两比较
通过两两比较的方式，不断循环寻找字符不相等的位置，利用 substr 接口进行字符串剪切。这里，‘最长公共前缀’的意思是根据木桶效应，取最短字符串的长度作为‘最长公共前缀’的上限。
【代码实现】
classSolution{public: string longestCommonPrefix(vector<string>& strs){//解法一：两两结合 string tmp = strs[0];for(int i =1; i< strs.size(); i++) tmp =findpRrefix(tmp, strs[i]);return tmp;} string findpRrefix(string& s1, string& s2){int i =0;while(i <min(s1.size(), s2.size())&& s1[i]== s2[i]) i++;return s1.substr(0, i);}};解法二：统一比较
使用 char 类型变量记录字符串中的元素，通过循环逐个比较字符是否相等。考虑到‘最长公共前缀’的上限，当某段完全相同的字符串长度等于当前遍历的字符串长度时，说明已经达到了公共前缀的上限，此时可以直接返回结果。
【代码实现】
classSolution{public: string longestCommonPrefix(vector<string>& strs){//解法二：统计比较for(int j =0; j < strs[0].size(); j++){char ch = strs[0][j];for(int i =0; i < strs.size(); i++){if( j == strs[i].size()|| strs[i][j]!= ch)return strs[0].substr(0,j);}}return strs[0];}};5. 最长回文子串
【题目】：5. 最长回文子串
【算法思路】
解法：中心扩展算法
- 固定一个中心点。
- 从中心开始，向两边扩展。
注意：需要同时考虑奇数长度和偶数长度的回文情况。扩展过程中，若遇到越界或不符合回文性质时，停止并返回。中心扩展算法特别适用于回文数的对称特性。
【代码实现】
classSolution{public: string longestPalindrome(string s){//中心扩展算法int begin =0, len =0;int n = s.size();for(int i =0; i < n; i++)//依次枚举所有的中点{int left = i, rigth = i;//奇数扩张while(left >=0&& rigth < n && s[left]== s[rigth]){ left--; rigth++;}if(rigth - left -1> len){ begin = left +1; len = rigth - left -1;}//偶数扩张 left = i, rigth = i +1;while(left >=0&& rigth < n && s[left]== s[rigth]){ left--; rigth++;}if(rigth - left -1> len){ begin = left +1; len = rigth - left -1;}}return s.substr(begin,len);}};67. 二进制求和
【题目】：67. 二进制求和
【算法思路】
解法：高精度模拟加减乘除
高精度算法模拟了列竖式计算过程，通常称为‘二进制高精度加法算法’，对于两个字符串的处理从低位开始。需要特别注意进位处理逻辑，并且要处理前导零的情况。判断条件为：当 cur >= 0 时，继续处理到最前的数据，若不需要加上原数据，默认加0。
数字字符转换为整型时：数字字符 - '0' 即得到整型值。
最后，使用 reverse 进行翻转，以符合题目的要求。
【代码实现】
classSolution{public: string addBinary(string a, string b){int cur1 = a.size()-1, cur2 = b.size()-1;int t =0; string ret;while(cur1 >=0|| cur2 >=0|| t ){if(cur1 >=0) t += a[cur1--]-'0';if(cur2 >=0) t += b[cur2--]-'0'; ret += t %2+'0'; t /=2;}reverse(ret.begin(), ret.end());return ret;}};43. 字符串相乘
【题目】：43. 字符串相乘
【算法思路】
解法一："模拟"小学的列竖式运算
解法二：无进位相乘然后相加，最后处理进位
关于此类高精度题目，推荐先将原始字符串进行反转，因为列竖式计算是从低位开始的。对于两个字符串，先反转它们，再将数字字符转换为整型，通过数组存储结果。我们创建的数组大小为 m + n - 1，其中 m 和 n 分别是两个字符串的长度。通过数学或绘图分析，可以发现这个刚好满足累加所需的存储空间。
这里使用无进位相乘然后相加，最后再处理进位。由于无论是先进行进位还是后进行进位，最终的结果是相同的，因此我们推荐先将结果存储下来，然后再进行进位处理，这样更为方便和简洁，避免了细节很多存在的问题。
算法步骤：
第一步:将输入的两个字符串反转，以便从低位开始进行处理。
第二步：对于两个字符串中的数字，通过下标相加，其两个数字结果正好对应数组中相应位置的值。在进行加法时，需使用 += 来累加结果。
第三步：在处理完所有操作后，可能会出现前导零的情况。最终需要使用 reverse 进行翻转，并去掉多余的前导零。可以通过以下代码来去除前导零：while (ret.size() > 1 && ret.back() == '0') ret.pop_back();
【代码实现】
classSolution{public: string multiply(string nums1, string nums2){int n = nums1.size(), m = nums2.size();//字符串反转reverse(nums1.begin(), nums1.end());reverse(nums2.begin(), nums2.end()); vector<int>nums(m + n -1);for(int i =0; i < n; i++)for(int j =0; j < m; j++) nums[i + j]+=((nums1[i]-'0')*(nums2[j]-'0'));//进位处理 string ret;int t =0, cur =0;while( cur < m + n -1|| t){if(cur < m + n -1) t += nums[cur++]; ret += t %10+'0'; t /=10;}//4.处理前导零while(ret.size()>1&& ret.back()=='0') ret.pop_back();reverse(ret.begin(), ret.end());return ret;}};
快和小二一起踏上精彩的算法之旅！关注我，我们将一起破解算法奥秘，探索更多实用且有趣的知识，开启属于你的编程冒险！
