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计算机程序设计(c )c 之字符数组和字符串

2018-03-20 20页 doc 43KB 7阅读

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计算机程序设计(c )c 之字符数组和字符串计算机程序设计(c )c 之字符数组和字符串 C++之字符数组和字符串 字符数组的初始化 字符串的输入输出 综合举例 字符数组和字符串的概念 字符数组是元素类型为字符的数组 ,它既具有普通数组的一般性质 ,又具有某些特殊性质。 字符串常量是用双引号包围的字符序列。存储字符串常量时,系统会在字符序列后自动加上 '\0',标志字符串的结束。字符串的长度定义为字符串中的有效字符数,不包括结束标志 '\0'和双引号。 字符串变量是以 '\0'作为结束标志的字符数组。字符串变量用于存储和处理字符串常量。在书中统称为字符串...
计算机程序设计(c  )c  之字符数组和字符串
计算机程序设计(c )c 之字符数组和字符串 C++之字符数组和字符串 字符数组的初始化 字符串的输入输出 综合举例 字符数组和字符串的概念 字符数组是元素类型为字符的数组 ,它既具有普通数组的一般性质 ,又具有某些特殊性质。 字符串常量是用双引号包围的字符序列。存储字符串常量时,系统会在字符序列后自动加上 '\0',标志字符串的结束。字符串的长度定义为字符串中的有效字符数,不包括结束标志 '\0'和双引号。 字符串变量是以 '\0'作为结束标志的字符数组。字符串变量用于存储和处理字符串常量。在书中统称为字符串的,既可能是字符串常量也可能是存储了字符串常量的字符串变量,即特殊的字符数组。 字符数组有两种用法 :一是当作字符的数组来使用。这时的用法与整数的数组、 实数的数组等相同,对字符数组的输入、输出、赋值、引用等都是针对单个的元素进行。二是更为重要的用法即存储、处理字符串。这时它除了可以像普通数组一样使用外,还可以把字符串作为一个整体进行操作。 1. 字符数组的初始化 (1)用字符对字符数组初始化 这时把字符数组当作普通数组看待 , 产生的数组不会有结束符 '\0'。当数据量很大时,使用这种的工作量是繁重的。 例: char rat[5]={'H','E','L','L','O'}; (2)用字符串常量对字符数组初始化 ,这时把字符数组当作字符串变量看待。 例: char panic[6]={"HELLO"); 这时存放在数组 panic中的字符除了 H,E,L,L,O之外还有结束标志 '\0',因此与下面的初始 化等价: char panic[6]={'H','E','L','L','O'}; 注意 : 第二个说明语句中有 6 个字符 , 因此字符数组 panic 的长度是 6, 而字符串 "HELLO"的长度却是 5,不把 '\0'计算在内。 C语言也允许在用字符串初始化时省略花括号。 char panic[]="HELLO"; 如果在说明语句中指定了数组的长度,那么其大小不得小于初始化字符串的长度。多余的元 素位置被系统自动初始化为 0。实际上 '\0'就是 ASCII码为 0的字符 ,因此 '\0'和整数 0是一回事。 例: char posia[11]="string"; 下面的初始化却是错误的 : char neg[5]="double arrow"; 3)字符数组两种不同用法举例 在前面已经说明 ,字符数组既可当作普通数组使用也可用于存储和处理字符串 .下面是对应 两种用法的例子。 例 : 字符数组用法示例之一 ,当作普通数组。 #include #define SIZE 10 main() { char ary1[SIZE]={'P','L','O','T'}; char ary2[SIZE]; char ch; int i,j; for(i=0;i<4;i++) printf("%c",ary1[i]); printf("\n请输入一行字符\ n"); for(i=0;i #define SIZE 10 main() { char ary1[SIZE]="PLOT"; char ary2[SIZE]; printf("%s\n",ary1); printf("请输入一行字符 :\n"); scanf("%s",ary2); printf("输入字符串是 :\n"); printf("%s",ary2); } 程序没有用循环 ,只是直接调用 scanf和 printf函数完成输入输出。程序之所以能够自动识别出字符串有几个字符,是因此规定了字符串必须以 '\0'作为结束 , 像 printf之类的函数输出字符串时一边检测一边输出 ,一旦碰到 '\0',便认为字符串已经结束 ,之后就停止工作。这样一来 '\0'对整个字符串来说至关重要了。一旦由于某种原因字符串的 '\0'被改为别的值 ,字符串就无法终止 ,printf函数就不能正常工作了。 请注意 printf和 scanf函数处理字符串数组的特点。直接使用数组名作为参数。 例: printf("%s\n",ary1); 这种直接使用数组名的用法示把字符串数组当作一个统一整体来处理,只适用于字符串,对别的类型的数组是不能这样用的。 2. 字符串的输入输出 2.1字符串的输入 scanf 函数 用带 %s格式符的 scnaf函数可以进行字符串的输入。在使用中要注意两个问题:一是 scanf函数读入的字符串开始于第一个非空白符,包括下一个空白符 ('\ n','\t','')之前的所有字符,最后自动加上„\ 0'。 例: char str[10]; scanf("%s",str); 输入: hello world 实际存入 str的只有 "hello",前面的空格被忽略掉,而 "world"被留在输入缓冲区中等待下一次输入函数的读入。 二是要保证字符数组的长度足够大 ,能容纳下可能的最大输入串。 例: char t[5],s[10]; scanf("%s",t); 输入 :dingdong 则字符串 "dingdong"不仅存入了 t的空间 ,还侵占了 s的空间。 gets 函数 gets函数专门用于输入字符串 ,一般形式是 : gets(字符数组名 ); 其中 , 函数参数 " 字符数组名 " 规定了只能使用数组名而不能是字符串常量。与 scanf函数不同 ,gets函数将用户键入的换行符之前的所有字符 (包括 '\t'和 '')存入字符数组 ,然后加上 '\0',但换行符被丢掉。与 scanf函数相同的是 gets 函数也不检查用户输入字符串长度是否超过了字符数组的容纳能力,因此编程者要确保数组足够大。 例: char str[11]; gets(str); 输入 :I am a boy 2.2字符串输出 printf 函数 用带 %s格式字符的 printf函数能进行字符串的输出。存放在字符数组中的字符串被全部输出,直至遇到 '\0'为止。 例: char msg[]="T0 be or not to be"; printf("%s",mag); puts 函数 puts函数专门用于字符串输出。一般形式是: puts(字符串 ); 其中 , 参数 " 字符串 " 可以是字符串常量 , 也可以是字符串变量。 puts函数打印字符串的全部内容 ,直至遇到 '\0'为止 ,然后自动多打印一个 '\n',起到换行的作用。而 printf函数无此功能。 到底应该使用 scanf和 printf还是使用 gets和 puts,没有一个绝对的标准。一般而言,当多种类型的混合输入输出时,选用 scanf和 printf; 当大量文字信息输入输出时,使用 gets和 puts,这两个函数要稍稍快一些。 3. 字符串处理函数 介绍最有用又最常见的四个字符串处理函数: strlen、 strcat、 strcmp、 strcpy。这些函数的原型存放在 string.h文件中,在程序中使用它们时别忘了用 #include命令包含 string.h文件。 strlen 函数 strlen函数测试字符串的实际长度(不包括 '\0'),并将该长度作为函数的值返回。函数参数“字符串”可以是字符串常量,也可以是字符变量一般形式是: length = strlen(字符中) 例: "ABC" 长度为 3。 "abc\n" 长度为 4,而非 5,'\n'被看成一个字符。 "" 长度为 0,空字符串没有有效字符 ,所以长度为 0。 strcat 函数 strcat函数用于连结两个字符串。一般形式是: strcat(字符串 1,字符串 2); strcat函数把字符串 2连结在字符串 1的后面。其中,参数“字符串 1"必须是字符串变量 ,而 "字符串 2"则可以是字符串常量或变量。 调用 strcat函数后, str1中字符后的 '\0'取消,只在新串最后保留一个'\0'。 注意 : strcat函数不检查字符串 1的空白位置是否装得下字符串 2。如果没有足够的空间,多余的字符将溢出至邻近的内存单元,破坏这些单元原来的内容。所以连结前应调用 strlen函数进行检验,确保不发生溢出。记住在检验时给长度加,,为新字符串的结束符 '\0'留一个位置。 例 : strcat函数示例。 static char str1[30]={"Pelple's Republic of "}; static char str2[]={"China"}; printf("%s",strcat(str1,str2)); 输出: Pelple's Republic of China strcmp 函数 strcmp函数是比较两个字符串的大小 ,返回比较的结果。一般形式是: i=strcmp(字符串,字符串 ); 其中,字符串,、字符串,均可为字符串常量或变量; i 是用于存放比较结果的整型变量。比较结果是这样规定的: ?字符串 1小于字符串 2,strcmp函数返回一个负值 ; ?字符串 1等于字符串 2,strcmp函数返回零 ; ?字符串 1大于字符串 2,strcmp函数返回一个正值 ;那么 ,字符中的大小是如何比较的呢 ?来看一个例子。 实际上 ,字符串的比较是比较字符串中各对字符的 ASCII码。首先比较两个串的第一个字符,若不相等,则停止比较并得出大于或小于的结果;如果相等就接着比较第二个字符然后第三个字符等等。如果两上字符串前面的字符一直相等 ,像 "disk"和 "disks" 那样 , 前四个字符都一样 , 然后比较第五个字符 , 前一个字符串 "disk"只剩下结束符 '\0',后一个字符串 "disks"剩下 's','\0'的 ASCII码小于 's'的 ASCII码 ,所以得出了结果。因此无论两个字符串是什么样, strcmp函数最多比较到其中一个字符串遇到结束符 '\0'为止,就能得出结果。 注意:字符串是数组类型而非简单类型,不能用关系运算进行大小比较。 if("ABC">"DEF") if(strcmp("ABC","DEF") strcpy 函数 strcpy函数用于实现两个字符串的拷贝。一般形式是: strcpy(字符串 1,字符串 2) 其中 ,字符串 1必须是字符串变量 ,而不能是字符串常量。 strcpy函数把字符串 2的内容完全复制到字符串 1中 ,而不管字符串 1中原先存放的是什么。复制后,字符串 2保持不变。 例 : 注意 ,由于字符串是数组类型 ,所以两个字符串复制不通过赋值运算进行。 t=s; strcpy(t,s); 4. 综合举例 例 : 输入一行字符 ,统计其中有多少个单词,单词之间用空格分隔开。 :程序中设置变量i作为循环变量,num用来统计单词个数,word作为判别是否单词的 标志,若word=0表示未出现单词,如出现单词word置1。 单词的数目可以由空格出现的次数决定(连续的若干个空格作为出现一次空格;一行开头的 空格不在内)。 #include "stdio.h" main() { char string[81]; int i,num=0,word=0; char c; gets(string); for(i=0,(c=string[i])!='\0',i++) if(c=='') word=0; else if(word==0) { word=1; num++; } printf("There are %d words in the line\n",num); } 运行结果: I am a boy. There are 4 words in the line 例: 编一个程序,将两个字符串s1和s2比较,如果s1>s2,输出一个正数;s1=s2,输出0; s1 main() {int i,resu; char s1[100],s2[100]; printf("请输入字符串1:\n"); gets(s1); printf("请输入字符串2:\n"); gets(s2); i=0; while((s1[i]==s2[i])&&(s1[i]!='\0')) i++; if(s1[i]=='\0'&&s2[i]=='\0') resu=0; else resu=s1[i]-s2[i]; printf(" %s与 %s比较结果是%d.",s1,s2,resu); } 运行结果: 请输入字符串1: aid 请输入字符串2: and aid与and比较结果是-5。 c++字符串详解 之所以抛弃char*的字符串而选用C++标准程序库中的string类,是因为他和前 者比较起来,不必担心内存是否足够、字符串长度等等,而且作为一个类出现,他集成的操作函数足以完成我们大多数情况下(甚至是100%)的需要。我们可以 用 = 进行赋值操作,== 进行比较,+ 做串联(是不是很简单?)。我们尽可以把它看成是C++的基本数据类型。 好了,进入正题„„„ 首先,为了在我们的程序中使用string类型,我们必须包含头文件 。如下: #include //注意这里不是string.h string.h是C字符串头文件 (声明一个C++字符串 1 声明一个字符串变量很简单: string Str; 这样我们就声明了一个字符串变量,但既然是一个类,就有构造函数和析构函数。上面的声明没有传入参数,所以就直接使用了string的默认的构造函数,这个函数所作的就是把Str初始化为一个空字符串。String类的构造函数和析构函数如下: a) string s; //生成一个空字符串s b) string s(str) //拷贝构造函数 生成str的复制品 c) string s(str,stridx) //将字符串str内“始于位置stridx”的部分当作字符串的初值 d) string s(str,stridx,strlen) //将字符串str内“始于stridx且长度顶多strlen”的部分作为字符串的初值 e) string s(cstr) //将C字符串作为s的初值 f) string s(chars,chars_len) //将C字符串前chars_len个字符作为字符串s的初值。 g) string s(num,c) //生成一个字符串,包含num个c字符 h) string s(beg,end) //以区间beg;end(不包含end)内的字符作为字符串s的初值 i) s.~string() //销毁所有字符,释放内存 都很简单,我就不解释了。 2(字符串操作函数 这里是C++字符串的重点,我先把各种操作函数罗列出来,不喜欢把所有函数都看完的人可以在这里找自己喜欢的函数,再到后面看他的详细解释。 a) =,assign() //赋以新值 b) swap() //交换两个字符串的内容 c) +=,append(),push_back() //在尾部添加字符 d) insert() //插入字符 e) erase() //删除字符 f) clear() //删除全部字符 g) replace() //替换字符 h) + //串联字符串 i) ==,!=,<,<=,>,>=,compare() //比较字符串 j) size(),length() //返回字符数量 k) max_size() //返回字符的可能最大个数 l) empty() //判断字符串是否为空 m) capacity() //返回重新分配之前的字符容量 n) reserve() //保留一定量内存以容纳一定数量的字符 o) [ ], at() //存取单一字符 p) >>,getline() //从stream读取某值 q) << //将谋值写入stream r) copy() //将某值赋值为一个C_string s) c_str() //将内容以C_string返回 t) data() //将内容以字符数组形式返回 u) substr() //返回某个子字符串 v)查找函数 w)begin() end() //提供类似STL的迭代器支持 x) rbegin() rend() //逆向迭代器 y) get_allocator() //返回配置器 下面详细介绍: 2(1 C++字符串和C字符串的转换 C ++提供的由C++字符串得到对应的C_string的方法是使用data()、c_str()和copy(),其中,data()以字符数组的形式返回 字符串内容,但并不添加’\0’。c_str()返回一个以‘\0’结尾的字符数组,而copy()则把字符串的内容复制或写入既有的c_string或 字符数组内。C++字符串并不以’\0’结尾。我的建议是在程序中能使用C++字符串就使用,除非万不得已不选用c_string。由于只是简单介绍,详 细介绍掠过,谁想进一步了解使用中的注意事项可以给我留言(到我的收件箱)。我详细解释。 2(2 大小和容量函数 一个C++字符串存在三种大小:a)现有的字符数,函数是size()和length(),他们等效。Empty()用来检查字符串是否为空。 b)max_size() 这个大小是指当前C++字符串最多能包含的字符数,很可能和机器本身的限制或者字符串所在位置连续内存的大小有关系。我们一般情况下不用关心他,应该大小 足够我们用的。但是不够用的话,会抛出length_error异常c)capacity()重新分配内存之前 string所能包含的最大字符数。这里另一个需要指出的是reserve()函数,这个函数为string重新分配内存。重新分配的大小由其参数决定, 默认参数为0,这时候会对string进行非强制性缩减。 还有必要再重复一下C++字符串和C字符串转换的问题,许多人会遇到这样的问题,自己做的程序要调用别人的函数、类什么的(比如数据库连接函数 Connect(char*,char*)),但别人的函数参数用的是char*形式的,而我们知道,c_str()、data()返回的字符数组由该字 符串拥有,所以是一种const char*,要想作为上面提及的函数的参数,还必须拷贝到一个char*,而我们的原则是能不使用C字符串就不使用。那么,这时候我们的处理方式是:如果 此函数对参数(也就是char*)的内容不修改的话,我们可以这样 Connect((char*)UserID.c_str(), (char*)PassWD.c_str()),但是这时候是存在危险的,因为这样转换后的字符串其实是可以修改的(有兴趣地可以自己试一试),所以我强 调除非函数调用的时候不对参数进行修改,否则必须拷贝到一个char*上去。当然,更稳妥的办法是无论什么情况都拷贝到一个char*上去。同时我们也祈 祷现在仍然使用C字符串进行编程的高手们(说他们是高手一点儿也不为过,也许在我们还穿开裆裤的时候他们就开始编程了,哈哈„)写的函数都比较规范,那样 我们就不必进行强制转换了。 2(3元素存取 我们可以使用下标操作符[]和函数at()对元素包含的字符进行访问。但是应该注意的是操作符[]并不检查索引是否有效(有效索引 0~str.length()),如果索引失效,会引起未定义的行为。而at()会检查,如果使用 at()的时候索引无效,会抛出out_of_range异常。 有一个例外不得不说,const string a;的操作符[]对索引值是a.length() 仍然有效,其返回值是’\0’。其他的各种情况,a.length()索引都是无效的。举例如下: const string Cstr(“const string”); string Str(“string”); //ok Str[3]; Str.at(3); //ok Str[100]; //未定义的行为 Str.at(100); //throw out_of_range Str[Str.length()] //未定义行为 Cstr[Cstr.length()] //返回 ‘\0’ Str.at(Str.length());//throw out_of_range Cstr.at(Cstr.length()) ////throw out_of_range 我不赞成类似于下面的引用或指针赋值: char& r=s[2]; char* p= &s[3]; 因为一旦发生重新分配,r,p立即失效。避免的方法就是不使用。 2(4比较函数 C ++字符串支持常见的比较操作符(>,>=,<,<=,==,!=),甚至支持string与C-string的比较(如 str<”hello”)。在使用>,>=,<,<=这些操作符的时候是根据“当前字符特性”将字符按字典顺序进行逐一得 比较。字典排序靠前的字符小,比较的顺序是从前向后比较,遇到不相等的字符就按这个位置上的两个字符的比较结果确定两个字符串的大小。同时,string (“aaaa”) > 从输入流读取一个string。 2(<< 把一个string写入输出流。 另一个函数就是getline(),他从输入流读取一行内容,直到遇到分行符或到了文件尾。 2(8搜索与查找 查找函数很多,功能也很强大,包括了: find() rfind() find_first_of() find_last_of() find_first_not_of() find_last_not_of() 这些函数返回符合搜索条件的字符区间内的第一个字符的索引,没找到目标就返回npos。所有的函数的参数说明如下: 第一个参数是被搜寻的对象。第二个参数(可有可无)指出string内的搜寻起点索引,第三个参数(可有可无)指出搜寻的字符个数。比较简单,不多说不理解的可以向我提出,我再仔细的解答。当然,更加强大的STL搜寻在后面会有提及。 最 后再说说npos的含义,string::npos的类型是string::size_type,所以,一旦需要把一个索引与npos相比,这个索引值必 须是string::size)type类型的,更多的情况下,我们可以直接把函数和npos进行比较(如:if(s.find(“jia”)== string::npos))。
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