求解LeetCode最长回文子串问题时遇std::out_of_range错误排查

问题场景 #

我在解决LeetCode第5题《最长回文子串》（给定字符串s，返回s中最长的回文子串）时，写出了如下C++代码，但运行时触发std::out_of_range错误，错误提示：

basic_string::substr: __pos（值为18446744073709551615）> this->size()（值为5）

0/141个测试用例通过，请问问题出在哪里？

原代码 #

class Solution {
public:
    string longestPalindrome(string s) {
        
        string res=""; //stores the result of longest palindrome substring
        int n=s.size();
        for(int i=1;i<s.length();i++)
        {
            int low=i;
            int high=i;

            while(s.at(low)==s.at(high))
            {
                low--;
                high++;

                if(low==-1 || high==s.length()  )
                break;
            }
            string str=s.substr(low,high);

            if(str.size()>res.size())
            res=str;

            low=i-1;
            high=i;
             while(s.at(low)==s.at(high))
            {
                low--;
                high++;

                if(low==-1 || high==s.length() )
                break;
            }
             str=s.substr(low,high);

            if(str.length()>res.length())
            res=str;

        }
        return res;
    }
};

错误原因分析 #

1. 负数下标传递给substr导致溢出
   循环中当low减到-1时触发break，但此时low是负数。substr的第一个参数是size_t类型（无符号整数），负数转换为无符号整数会变成极大值（即错误提示中的18446744073709551615），远超过字符串长度，直接触发out_of_range异常。

2. substr参数使用错误
   string::substr的签名是substr(size_t pos = 0, size_t len = npos)，第二个参数是子串长度，不是结束索引。你当前传递的high是结束位置的下一个索引，这会导致截取的子串长度远超预期，甚至越界。

3. 循环起始位置错误
   循环从i=1开始，漏掉了i=0的情况。当字符串长度为1时，会直接返回空字符串，不符合题目要求；同时也会错过以第一个字符为中心的奇数长度回文。

4. 越界访问风险
   while循环中先执行s.at(low)==s.at(high)，再判断边界。当low已经是-1或high等于字符串长度时，s.at()会直接触发越界异常，因为at()会检查下标合法性。

修复后的代码 #

class Solution {
public:
    string longestPalindrome(string s) {
        if (s.empty()) return "";
        string res = s.substr(0, 1); // 初始化结果为第一个字符，处理长度为1的情况
        int n = s.size();
        
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            // 处理奇数长度回文（中心为单个字符）
            int low = i, high = i;
            while (low >= 0 && high < n && s[low] == s[high]) {
                low--;
                high++;
            }
            // 有效回文区间是 [low+1, high-1]，长度为 high - low -1
            string oddStr = s.substr(low + 1, high - low - 1);
            if (oddStr.size() > res.size()) {
                res = oddStr;
            }
            
            // 处理偶数长度回文（中心为两个相邻字符）
            low = i, high = i + 1;
            while (low >= 0 && high < n && s[low] == s[high]) {
                low--;
                high++;
            }
            string evenStr = s.substr(low + 1, high - low - 1);
            if (evenStr.size() > res.size()) {
                res = evenStr;
            }
        }
        return res;
    }
};

修复说明 #

• 先判断字符串为空的情况，直接返回空。
• 初始化res为第一个字符，处理字符串长度为1的场景。
• 循环从i=0开始，覆盖所有可能的回文中心。
• while循环先判断边界（low >=0 && high <n），再比较字符，避免越界访问。
• 截取子串时，起始位置为low+1（因为最后一次low--导致越界或不相等），长度为high - low -1，确保截取的是有效的回文子串。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者shubham