4867

Массивы символов. Работа со строками

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Массивы символов. Работа со строками. Несмотря на то, что в состав стандартной библиотеки С++ входит специализированный тип данных для работы со строками string, очень часто для работы со строками используются массивы символов (char). Считается, что...

Русский

2012-11-28

47 KB

9 чел.

Массивы символов. Работа со строками.

Несмотря на то, что в состав стандартной библиотеки С++ входит специализированный тип данных для работы со строками string, очень часто для работы со строками используются массивы символов (char). Считается, что строка хранится в массиве, начиная с его первого элемента (имеющего индекс 0), а для того, чтобы определить, где заканчиваются элементы массива, хранящие символы строки, после последнего символа добавляют специальный элемент «конец строки», имеющий численное значение равное 0. Строки, организованные таким способом, часто называют си-строками (C-string) или нуль-строками (null-terminated string). Таким образом, С-строка представляет собой смысловую «надстройку» над простым массивом char: всякая С-строка хранится в массиве char, и значит, с ней можно работать как с массивом, однако не всякий массив char можно назвать С-строкой. В следующем примере s1 не является С-строкой, т.к. не оканчивается символом «конец строки»:

 // s1 не является си-строкой

 char s1[] = { 'a', 'b', 'c', 'd' };

 // s2 является строкой ("abc")

 char s2[] = { 'a', 'b', 'c', 0 };

 // s3 является строкой ("abc")

 char s3[] = { 'a', 'b', 'c', '\0' };

 // s4 является строкой ("a")

 char s4[] = { 'a', 0, 'b', 'c' };

 // s5 является строкой (пустая строка, "")

 char s5[] = { 0, 'a', 'b', 'c', 'd' };

Таким образом, для хранения С-строки длиной в N символов необходим массив размером не меньше чем N+1 байт. Инициализировать строку можно используя строковые литералы (последовательность символов, ограниченная двойными кавычками), при этом null-символ «конец строки» будет автоматически добавлен в массив компилятором:

 char s1[] = "abcd"; // Заметим, что sizeof( s1 ) == 5 !

 

 Следующий пример реализует подсчет количества символов в С-строке (длину строки):

 

 char s[] = "abcde";

 int slen = 0;

 for ( int i = 0; s[i] != 0; ++i )

 ++slen;

 Заметим, что такая реализация вычисления длины строки имеет недостаток: в случае, если массив s окажется некорректной си-строкой, т.е. если в массиве отсутствует элемент «конец строки», то индекс в цикле может выйти за пределы массива s, что может привести к непредсказуемым последствиям. В следующем примере показана более безопасная реализация вычисления длины строки вместе с использованием метода getline для считывания строки из стандартного потока ввода.

#include <iostream>

int main()

{

setlocale( 0, "Rus" );

 

 const int MAX_SIZE = 128;

 char s[MAX_SIZE];

 // getline считывает строку, не большую MAX_SIZE-1 символов

 std::cin.getline( s, MAX_SIZE );

 

 int slen = 0;

 for ( int i = 0; ( i < MAX_SIZE ) && ( s[i] != 0 ); ++i )

 ++slen;

 

std::cout << "Длина строки \"" << s << "\" равна " << slen << std::endl;

 system( "pause" );

 return 0;

}

Разумеется, С-строки нельзя присваивать или сравнивать с помощью обычных операторов =, <, >, == и т.п. Для выполнения этих задач нужно применять соответствующие операции поочередно к каждому элементу массива:

char s1[] = "one";

if ( s1 == "one" ) // ошибка!

  // ...

Функция сравнения строк на равенство может выглядеть так:

bool strIsEqual( const char * s1, const char * s2 )

{

   for( int i = 0; s1[i] == s2[i]; ++i )

   {

      if ( s1[i] == '\0' )

         return true;

   }

   return false;

}

В стандартной библиотеке С++ имеется ряд функций, реализующих элементарные операции с С-строками (string.h). Ниже перечислены несколько наиболее часто используемых:

  •  int strcmp( char * s1, char * s2 ) – сравнивает две строки в соответствии с алфавитом. Если в соответствии с алфавитом строка s1 оказывается перед строкой s2, функция возвращает отрицательное целое. Если обе строки в соответствии с алфавитом идентичны, функция возвращает 0. Если в соответствии с алфавитом строка s1 оказывается после строки s2, функция возвращает положительное целое.
  •  int stricmp( char * s1, char * s2 ) – сравнивает две строки  в соответствии с алфавитом, аналогично strcmp, но без учета регистра.
  •  char * strcpy( char * dest, char * source )  – копирует строку source  в строку dest. В качестве результата возвращает указатель на строку dest.
  •  char * strcat( char * dest, char * source ) добавляет строку source в конец строки dest. Возвращает указатель на строку dest.
  •  int strlen( char * s ) – вычисляет длину строки.

Преобразование символов в числа.

Каждая цифра 0~9 может быть представлена соответствующим символом, поэтому любое число, хранящееся в компьютере может быть переведено в символьное представление (например, для вывода в файл или на экран) и наоборот. Поскольку символы, соответствующие цифрам, расположены в талице ASCII последовательно, чтобы получить символ, соответствующий цифре i, достаточно просто выполнить арифметическую операцию '0'+ i. Соответственно, перевод числа в символьное представление можно реализовать, разбив его на цифры и последовательно переведя их в символьное представление. Подобные операции также реализованы в стандартной библиотеке (stdlib.h):

  •  int atoi( char * s ) – преобразование символьного массива s в целое. В случае, если массив s невозможно преобразовать или он содержит недопустимые символы, функция возвращает 0.
  •  float atof( char * s ) – преобразование символьного массива s в число с плавающей точкой. Если массив s невозможно преобразовать или он содержит недопустимые символы, функция возвращает 0.
  •  char * itoa( int value, char * s, int base ) – преобразование целого value в символьную строку s в системе счисления с основанием base.

Заметим, что все перечисленные функции не выполняют проверок корректности передаваемых в них С-строк и достаточности памяти, адресуемой соответствующими указателями. Вся ответственность за это возлагается на их пользователя.