第5讲 字符串

作者： 作者的头像   huolong , 时间：2022-07-21 21:28:57 , 所有人可见, 阅读  17

字符串是计算机与人类沟通的重要手段。

1. 字符与整数的联系—— ASCII码

每个常用字符都对应一个 $-128 \sim 127$ 的数字，二者之间可以相互转化：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char c = 'a';
    cout << (int)c << endl;

    int a = 66;
    cout << (char)a << endl;

    return 0;
}

常用ASCII值：'A'- 'Z'是65 ~ 90，'a' - 'z'是97 - 122，'0' - '9'是 48 - 57。 字符可以参与运算，运算时会将其当做整数：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 'B' - 'A';
    int b = 'A' * 'B';
    char c = 'A' + 2;

    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    cout << c << endl;

    return 0;
}

练习：输入一行字符，统计出其中数字字符的个数，以及字母字符的个数。

2. 字符数组

字符串就是字符数组加上结束符 '\0'。

可以使用字符串来初始化字符数组，但此时要注意，每个字符串结尾会暗含一个'\0'字符，因此字符数组的长度至少要比字符串的长度多 1 ！

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char a1[] = {'C', '+', '+'};      // 列表初始化，没有空字符
    char a2[] = {'C', '+', '+', '\0'};// 列表初始化，含有显示的空字符
    char a3[] = "C++";                // 自动添加表示字符串结尾的空字符
    char a4[6] = "Daniel";            // 错误：没有空间可以存放空字符

    return 0;
}
2.1 字符数组的输入输出：
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char str[100];

    cin >> str;         // 输入字符串时，遇到空格或者回车就会停止
    cout << str << endl;// 输出字符串时，遇到空格或者回车不会停止，遇到'\0'时停止
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

读入一行字符串，包括空格：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char str[100];

    fgets(str, 100, stdin);  // gets函数在新版C++中被移除了，因为不安全。
                             // 可以用fgets代替，但注意fgets不会删除行末的回车字符

    cout << str << endl;

    return 0;
}
2.2 字符数组的常用操作

下面几个函数需要引入头文件:

#include <string.h> (1) strlen(str)，求字符串的长度 (2) strcmp(a, b)，比较两个字符串的大小，a < b返回-1，a == b返回0，a > b返回1。这里的比较方式是字典序！ (3) strcpy(a, b)，将字符串b复制给从a开始的字符数组。

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;

int main()
{
    char a[100] = "hello world!", b[100];

    cout << strlen(a) << endl;

    strcpy(b, a);

    cout << strcmp(a, b) << endl;

    return 0;
}
2.3 遍历字符数组中的字符：
#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;

int main()
{
    char a[100] = "hello world!";

    // 注意：下述for循环每次均会执行strlen(a)，运行效率较低，最好将strlen(a)用一个变量存下来
    for (int i = 0; i < strlen(a); i ++ )
        cout << a[i] << endl;

    return 0;
}

练习：给定一个只包含小写字母的字符串，请你找到第一个仅出现一次的字符。如果没有，输出no。

练习：把一个字符串中特定的字符全部用给定的字符替换，得到一个新的字符串。

3. 标准库类型string

可变长的字符序列，比字符数组更加好用。需要引入头文件： #include <string>

3.1 定义和初始化
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1;              // 默认初始化，s1是一个空字符串
    string s2 = s1;         // s2是s1的副本，注意s2只是与s1的值相同，并不指向同一段地址
    string s3 = "hiya";     // s3是该字符串字面值的副本
    string s4(10, 'c');     // s4的内容是 "cccccccccc"

    return 0;
}
3.2 string上的操作
(1) string的读写：
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1, s2;

    cin >> s1 >> s2;
    cout << s1 << s2 << endl;

    return 0;
}

注意：不能用 printf 直接输出string，需要写成：printf(“%s”, s.c_str());

(2) 使用 getline 读取一整行
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s;

    getline(cin, s);

    cout << s << endl;

    return 0;
}
(3) string的 empty 和 size 操作（注意 size 是无符号整数，因此 s.size() <= -1 一定成立）：
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1, s2 = "abc";

    cout << s1.empty() << endl;
    cout << s2.empty() << endl;

    cout << s2.size() << endl;

    return 0;
}
(4) string的比较：

支持 >, <, >=, <=, ==, != 等所有比较操作，按字典序进行比较。

(5) 为string对象赋值：

string s1(10, 'c'), s2; // s1的内容是 cccccccccc；s2是一个空字符串 s1 = s2; // 赋值：用s2的副本替换s1的副本 // 此时s1和s2都是空字符串

(6) 两个string对象相加：

string s1 = "hello, "", s2 = "world\n"; string s3 = s1 + s2; // s3的内容是 hello, world\n s1 += s2; // s1 = s1 + s2

(7) 字面值和string对象相加：

做加法运算时，字面值和字符都会被转化成string对象，因此直接相加就是将这些字面值串联起来：

string s1 = "hello", s2 = "world"; // 在s1和s2中都没有标点符号 string s3 = s1 + ", " + s2 + '\n'; 当把string对象和字符字面值及字符串字面值混在一条语句中使用时，必须确保每个加法运算符的两侧的运算对象至少有一个是string：

string s4 = s1 + ", "; // 正确：把一个string对象和有一个字面值相加 string s5 = "hello" + ", "; // 错误：两个运算对象都不是string

string s6 = s1 + ", " + "world"; // 正确，每个加法运算都有一个运算符是string string s7 = "hello" + ", " + s2; // 错误：不能把字面值直接相加，运算是从左到右进行的

3.3 处理string对象中的字符

可以将string对象当成字符数组来处理：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "hello world";

    for (int i = 0; i < s.size(); i ++ )
        cout << s[i] << endl;

    return 0;
}

或者使用基于范围的for语句：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "hello world";

    for (char c: s) cout << c << endl;

    for (char& c: s) c = 'a';

    cout << s << endl;

    return 0;
}

练习：密码翻译，输入一个只包含小写字母的字符串，将其中的每个字母替换成它的后继字母，如果原字母是'z'，则替换成'a'。

练习：输入两个字符串，验证其中一个串是否为另一个串的子串。

—— 本文来自火龙信奥（义乌睿码科技）：义乌青少年信息学奥赛与编程教育平台，专注 CSP-J/S、NOIP、GESP 竞赛培训，线上线下融合教学，助力编程升学。网址：hlcoding.com