如何在 C++ 中反转字符串

在 C++ 中反转字符串，先决定是否要修改原字符串。若要保留源字符串，可以用反向迭代器构造新的 std::string；若适合原地修改，则可以对字符串调用 std::reverse。std::copy 可以填充目标字符串，也可以将反转后的字符直接写入流。循环能清楚展示逐个处理元素的过程；递归主要适合作为学习练习。

选择一种字符串反转方法

对于大多数代码，可以用反向迭代器创建单独的结果，或者用 std::reverse 重排已有字符串中的元素。这两种方法操作的都是 std::string 元素，也就是 char 值。如果文本采用 UTF-8，反转这些字节可能会破坏多字节字符；将这些方法用于自然语言文本之前，请先阅读最后一节。

使用反向迭代器反转字符串

字符串的 rbegin() 和 rend() 迭代器会从最后一个元素向第一个元素遍历。将它们传给 std::string 构造函数，可以创建反转后的副本，同时保留源字符串不变。当需要同时保留两个字符串时，这是一种直接的做法。

运行此示例。输出会显示原字符串和反转后的字符串；其中 Original: 和 Reversed: 标签保持英文：
本节中的代码以及显示的标签或输出仍为英文。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    const std::string original = "Hello, C++!";
    const std::string reversed(original.rbegin(), original.rend());
    std::cout << "Original: " << original << '\n';
    std::cout << "Reversed: " << reversed << '\n';
}

构造函数接收一对迭代器，用它们确定新字符串中元素的顺序。原字符串仍可供后续使用，而新字符串则保存反转后的序列。示例中的 Original: 和 Reversed: 标签以及输入文本保留英文，因为代码和输出块必须与英文原文逐字一致。

使用 std::reverse 原地反转字符串

std::reverse 是在 <algorithm> 中声明的算法。它会交换半开区间中的元素：从第一个迭代器指向的位置开始，到第二个迭代器指向的位置之前结束。该算法会修改给定范围，不会返回反转后的副本。下面的程序先对副本调用此算法，因此可以输出原字符串和修改后的字符串。输出标签 Original: 和 Changed: 保持英文：
本节中的代码以及显示的标签或输出仍为英文。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    const std::string original = "Hello, C++!";
    std::string changed = original;
    std::reverse(changed.begin(), changed.end());
    std::cout << "Original: " << original << '\n';
    std::cout << "Changed: " << changed << '\n';
}

如果要直接修改原字符串，可以对非 const 字符串调用 std::reverse(original.begin(), original.end())。此操作不需要分配第二个字符串。不要认为该算法会报告内存分配失败：它只会重排范围内的元素，本身不执行分配操作。

使用 std::copy 创建反转后的字符串

std::copy 会将输入范围中的元素复制到目标范围；它不会调整目标字符串的大小。复制前要确保目标范围有足够的元素。反向迭代器会让复制后的顺序倒过来。如果只需要显示字符，可以使用输出迭代器，省去存储另一个字符串。

示例会先输出存入目标字符串的反转结果，再将反转后的字符直接写入流。输出标签 Copy: 和 Stream: 保持英文：
本节中的代码以及显示的标签或输出仍为英文。

#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <string>

int main() {
    const std::string original = "Hello, C++!";
    std::string reversed(original.size(), '\0');
    std::copy(original.rbegin(), original.rend(), reversed.begin());

    std::cout << "Copy: " << reversed << '\n';
    std::cout << "Stream: ";
    std::copy(original.rbegin(), original.rend(),
              std::ostream_iterator<char>(std::cout));
    std::cout << '\n';
}

字符串构造函数会创建具有所需元素数量的目标字符串，因此输出范围足以容纳源字符串。std::ostream_iterator 会将复制的每个字符写入 std::cout；它由 <iterator> 声明。算法名称加上 std:: 限定符，可以明确表示它们属于该命名空间。

使用循环反转字符串

循环可以从源字符串末尾向开头逐个追加元素。使用 std::string::size_type 进行迭代，可以避免将字符串长度转换为有符号整数。下面的递减并检查写法也会在从零继续递减之前停止：
本节中的代码以及显示的标签或输出仍为英文。

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    const std::string original = "Hello, C++!";
    std::string reversed;
    reversed.reserve(original.size());

    for (std::string::size_type i = original.size(); i > 0; --i) {
        reversed.push_back(original[i - 1]);
    }

    std::cout << reversed << '\n';
}

预留容量是一种可选优化，可以避免追加元素时反复扩容。循环有助于理解反转过程，也适合加入逐元素处理逻辑；对于普通的反转操作，标准库方法更简洁，也更容易辨认。示例输出直接显示反转后的字符串，不带标签。

使用递归反转字符串

递归可以通过取出最后一个元素、再处理前面的子字符串来表达反转过程。下面的版本会返回一个新字符串，用来展示这种定义。示例输出直接显示反转后的字符串，不带标签：
本节中的代码以及显示的标签或输出仍为英文。

#include <iostream>
#include <string>

std::string reverseString(const std::string& value) {
    if (value.size() < 2) {
        return value;
    }
    return value.back() + reverseString(value.substr(0, value.size() - 1));
}

int main() {
    const std::string original = "Hello, C++!";
    std::cout << reverseString(original) << '\n';
}

每一步递归都会创建一个子字符串，因此这种方法可能复制大量数据并进行许多次函数调用。输入较长时，还会需要很深的调用栈。除非递归本身就是教学内容，否则在生产代码中优先使用反向迭代器或 std::reverse。

理解空字符串和字符编码

对于空字符串，反向迭代器构造函数会创建另一个空字符串，而传给 std::reverse 的范围不包含任何元素。循环不会执行任何迭代。递归示例会在基准情形下返回。因此，处理空输入时，这些方法都不需要特殊输出或单独的反转逻辑。

std::string 存储的是 char 元素，而不是抽象的 Unicode 字符。对于 UTF-8 文本，一个可见字符可能占用多个字节，而一个用户感知的字符也可能由多个 Unicode 码点组成。反转字节可能破坏编码；即使反转码点，也仍可能拆开由字母和重音符号组合而成的字素簇。处理多语言文本时，应先解码，并使用支持 Unicode 的库，按应用所需的单位进行反转，通常是字素簇。