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编程算法题库及答案手册

字符串处理题库及答案（5题，共30分）

1.(6分)字符串反转

题目：编写一个函数，将输入的字符串进行反转，不使用内置的反转函数。例如，输入hello，输出olleh。

答案：

python

defreverse_string(s):

returns[::-1]

示例

print(reverse_string(hello))#输出：olleh

解析：通过切片操作`s[::-1]`可以实现字符串的反转，这种方法简洁高效，无需额外空间。

2.(6分)子字符串查找

题目：给定一个字符串`s`和一个子字符串`sub`，编写函数判断`sub`是否为`s`的子字符串。如果是，返回`sub`在`s`中的起始索引；否则返回-1。例如，输入`s=abcdef`，`sub=bcd`，输出`1`。

答案：

python

deffind_substring(s,sub):

index=s.find(sub)

returnindex

示例

print(find_substring(abcdef,bcd))#输出：1

解析：使用字符串的`find`方法可以高效查找子字符串，该方法返回子字符串的起始索引，如不存在则返回-1。

3.(8分)重复字符删除

题目：编写函数，删除字符串中所有重复的字符，保持字符首次出现的顺序。例如，输入abccba，输出abc。

答案：

python

defremove_duplicates(s):

seen=set()

result=[]

forcharins:

ifcharnotinseen:

seen.add(char)

result.append(char)

return.join(result)

示例

print(remove_duplicates(abccba))#输出：abc

解析：通过维护一个集合`seen`记录已出现的字符，遍历字符串时只添加未出现过的字符到结果中，从而实现去重。

4.(8分)字符串匹配

题目：实现KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法的字符串匹配函数，输入主字符串`text`和模式字符串`pattern`，返回模式字符串在主字符串中的起始索引。例如，`text=ABABDABACDABABCABAB`，`pattern=ABABCABAB`，输出`10`。

答案：

python

defkmp_search(text,pattern):

defcompute_lps(pattern):

lps=[0]len(pattern)

length=0

i=1

whileilen(pattern):

ifpattern[i]==pattern[length]:

length+=1

lps[i]=length

i+=1

else:

iflength!=0:

length=lps[length-1]

else:

lps[i]=0

i+=1

returnlps

lps=compute_lps(pattern)

i=j=0

whileilen(text):

ifpattern[j]==text[i]:

i+=1

j+=1

ifj==len(pattern):

returni-j

elifilen(text)andpattern[j]!=text[i]:

ifj!=0:

j=lps[j-1]

else:

i+=1

return-1

示例

print(kmp_search(ABABDABACDABABCABAB,ABABCABAB))#输出：10

解析：KMP算法通过构建最长前缀后缀表（LPS数组）避免重复比较，实现高效匹配。`compute_lps`函数计算LPS数组，主函数通过LPS数组跳过无效比较。

5.(10分)最长回文子串

题目：编写函数，返回给定字符串的最长回文子串。例如，输入s=babad`，输出bab或aba。

答案：

python

deflongest_palindrome(s):

ifnots:

return

start,max_len=0,1

foriinrange(len(s)):

奇数长度回文

low,high=i,i

whilelow=0andhighlen(s)ands[low]==s[high]:

ifhigh-low+1max_len:

start=low

max_len=high-low+