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c++中如何实现字符串的自增操作_c++模拟数字字符串加一算法【详解】

冰火之心

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发布时间:2026-01-19 16:25:02

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来源于php中文网

原创

字符串加一需倒序处理进位,遇'9'置'0'继续,否则加1返回;全'9'时前端补'1'。不能用std::stoi/stoll因超长字符串会溢出,必须手写字符级运算。

c++中如何实现字符串的自增操作_c++模拟数字字符串加一算法【详解】

字符串模拟加一:从末位开始处理进位

数字字符串加一不是简单地对字符做 ++,而是要按十进制规则处理进位。比如 "199" 加一得 "200""999""1000"。核心是倒序遍历、逐位加一、判断是否需进位、最后检查是否溢出。

  • 从最后一个字符开始,将其转为数字(c - '0'),加 1
  • 若结果小于 10,更新该位并返回;否则置为 '0',继续向前处理
  • 若所有位都进位完毕(如 "999" → 全变 '0'),则在开头插入 '1'
string plusOne(string digits) {
    int n = digits.size();
    for (int i = n - 1; i >= 0; --i) {
        if (digits[i] == '9') {
            digits[i] = '0';
        } else {
            digits[i]++;
            return digits;
        }
    }
    return "1" + digits; // 全为9,需要最高位补1
}

为什么不能直接用 std::stoistd::stoll

因为输入字符串可能超长,比如 100 位的数字。用 std::stoi 会抛出 std::out_of_range 异常;std::stoll 最多支持约 19 位十进制数,远不够。必须手写字符串级运算,不依赖整型转换。

  • std::stoi("12345678901234567890") → 直接崩溃或截断
  • 大数加法本质是“字符数组 + 进位逻辑”,和底层整数类型无关
  • 该限制也适用于其他语言的大数场景(如 Python 的 int 虽无界,但题目常考察算法逻辑)

边界情况:空串、全零、单字符如何处理?

这些不是“异常”,而是合法输入,代码必须自然兼容。上面的实现已覆盖:

  • 空串 ""digits.size() == 0,循环不执行,直接返回 "1"
  • 单字符 "0"'0' + 1 → '1',立即返回 "1"
  • 全零串如 "000" → 实际等价于 "0",但按题意应视为有效数字字符串;若要求去除前导零,需额外清洗(加一后不会产生新前导零)

性能与可扩展性:想支持任意进制或加 N 怎么改?

当前逻辑硬编码了十进制('9' 判断)和加一(+1)。若要通用,可抽离两个参数:baseincrement,并把字符映射改为查表或模运算。但注意:ASCII 中 '0'~'9' 是连续的,十六进制还需支持 'a'/'A',此时不能再用 c - '0' 简单转换。

Heeyo
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  • 加 N:把循环内 if (digits[i] == '9') 改为 int val = (digits[i] - '0') + carry; carry = val / 10; digits[i] = '0' + (val % 10);
  • 进制扩展:需预定义字符集,如 string chars = "0123456789abcdef",再用 find 定位索引
  • 实际工程中,如需频繁大数运算,建议用 boost::multiprecision 或自己封装 BigNum 类,而非每次重写加一逻辑

真实项目里最容易漏掉的是全 9 场景的前置补 1 —— 不少人只改末几位,忘了长度可能+1。这个分支必须显式处理,不能靠 resize 或 push_back 混淆逻辑。

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