chjshen 的博客
C++语法基础5-字符串
chjshen 教练 LV 5 SU @ 2023-11-21 9:07:09

字符串

一、字符和ascll码

1、字符类型

c语言中，用char表示字符型数据，指一个字符（有且只有一个字符），用单引号括起来，例如'a', '#'等。

2、字符的存储

所有数据在计算机里都存储为二进制数，为了能用二进制数表示字符，美国国家标准学会（ANSI）制订了ASCII编码（美国标准信息交换代码），用7位的二进制数来表示128个可能的字符。例如

字符空格的ASCII码为32
字符0－9 的ASCII码为48-57
字符A－Z的ASCII码为65－90
字符a－z的ASCII码为97-122

更多信息可查看： ASCII码表或 ASCII－百度百科

3、字符数字转换

由于字符的存储设计为ASCII码方式，于是字符数据与整型数据是可以通用的，互相赋值、互相运算等。

int n=65;
char c=n;
cout<<c; //'A'

n = c + 1;
cout<<n; //66

c='0' + 3;
cout<<c; //'3'

n = c - '0';
cout<<n; //3

4、大小写

在ASCII码里，小写字符比大写字符的ASCII码大32，所以转换成数字减32，然后转换回字符即成了大写。

char c = 'A';
c = c + 32;
cout<<c; //'a'

5、练习题

5.1 数字的和

输入长度为5的字符串（连续5个字符），每个字符都是数字字符，求所有单个数字字符的和。

例如：15673，和为1+5+6+7+3=22

输入样例－5个字符：

输出样例－单个数字的和：

参考代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int sum = 0;// 累加器
    char c; // 定义字符
    for (int i = 0; i < 5;i++) // 循环5次，每次取一位
    {
        cin >> c;
        sum =sum + c - '0';
    }
    cout << sum << endl;    // 输出结果
    return 0;
}

5.2 凯撒加密

古罗马皇帝凯撒在打仗时使用字母错位的方法加密军事情报，这种加密方法会把ABC变成DEF。编写程序，用c1, c2, c3存储输入的三位字符（大写），输出加密后的三位字符，加密方法是使用ASCII码加上3，然后再输出解密后的原三位字符。

输入样例1：

A B C

输出样例1：

DEF
ABC

参考代码：

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    char c1, c2, c3;
    cin >> c1 >> c2 >> c3;
    c1 = c1 + 3;
    c1 = (c1-'A')% 26 ;
    c2 = c2 + 3;
    c3 = c3 + 3;
    cout << c1 << c2 << c3 << endl;
    //
    c1 = c1 - 3;
    c2 = c2 - 3;
    c3 = c3 - 3;
    cout << c1 << c2 << c3 << endl;
    return 0;
}

5.3 一本通p1129 统计数字字符个数

p1129

参考代码：

#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    char c;
    int cnt = 0;
    while(cin >> c)// 注意，在window，需要ctrl+Z 然后回车，linux是ctrl+D，然后回车，方可完成输入结束
    {
        if(c >= '0' && c <= '9')
        {
            cnt++;
        }        
    }
    cout << cnt;
    return 0;
}

二、字符数组

1、字符串常量

我们在一开始学习c++的时候，就学会了输出"hello world!"，这种用双引号扩起来的一串内容，称之为字符串常量。

cout << "hello world!";

对应的，单引号扩起来的为单个字符常量。

2、字符数组

由字符元素组成的数组，称之为字符数组。

char a[5] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};

字符数组与整数数组一样的使用，也有一维、二维之分，同样可以使用下标访问。

3、字符串

c语言中，字符数组加上一个'\0'元素，用来表示一个字符串，程序中通过检测'\0'所在的位置判定字符串是否结束（字符串长度）。

char a[5] = {'m', 'i', 'k', 'e', '\0'};

下标	0	1	2	3	4	5
元素	m	i	k	e	\0	b

字符串长度为4，用strlen(s)函数可以计算得到。

4、字符数组初始化

除了用数组一样的初始化方式之外，字符数组还可以直接使用字符串常量进行初始化，例如：

char a[] = "hello";
char b[] = {"tom"};

当使用字符串常量进行初始化时，系统会自动给数组后面加上'\0'，所以长度要多1个。

5、输入字符串

当从终端读入字符串时，可以根据场景使用不同的方法： char a[100];

cin >> a：当遇到空格、tab、换行就会停止。
gets(a)：可以读入空格、tab，遇见换行停止，超过不会报错。
cin.getline(a, len)：读入指定长度的字符串，长度为len-1（因为还有一个'\0'）。

6、扩展理解

6.1、转义符

'\0'是一个特殊字符，其ASCII码为0，''称之为转义符，有很多类似的特殊字符，例如：

字符形式	含义
\n	换行，位置移到下一行开头
\r	回车，位置移到本行开头
\0	字符串结束符号
\t	制表符，tab键
\| 反斜杠字符
'	单引号字符
"	双引号字符

6.2. c字符串

在c++中，提供了string类用来表示字符串，为了区分字符数组和string，一般把字符数组以'\0'结束的称之为c字符串。

三、字符数组函数

strlen－长度
strcpy－拷贝
strcmp－比较
strcat - 连接
strlwr－大小写

1. 长度

1.1 数组长度

如果定义的时候没有声明长度，可以采用sizeof的方法：

char a[] = "hello";
  int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]); //6

sizeof介绍

sizeof是一个运算符，并不是函数，它是用来计算所占内存空间的大小，单位是字节，主要是针对我们所给的 数据类型分析得出的。

int a = 2;
char b = '3';
short c = 2;
long long d = 2;

通过sizeof计算得到： a 的大小是 4，因为 a 的数据类型是 int，int 是4个字节； b 的大小是 1，因为 b 的数据类型是 char，char 是4个字节； c 的大小是 2，因为 c 的数据类型是 short，short 是2个字节； d 的大小是 8，因为 d 的数据类型是 longlong，longlong 是8个字节所以我们不难看出的是：

sizeof计算所占内存的大小，就是看我们传入的数据，它的数据类型是几个字节，sizeof算出来的就是几个字节。

sizeof与数值型数组

int main()
{int arr[5] = {1,2,3,4,5};
printf("%d\n",sizeof (arr));
printf("%d\n",sizeof (arr[0]));
return 0;}

我们首先定义了一个一维数值型数组，数组arr有五个元素，我们这里 sizeof(arr)，计算的是整个数组的大小，该数组元素有5个，都是int类型，整个数组大小就是 5 * 4 = 20，也就是20个字节。

而 sizeof(arr[0]) 计算的是我们arr数组的第一个元素，下标是0，arr[0] 的数据类型是 int，所以是4个字节。那么对于其他种类的数值型数组，大家可以自己动手来观察一下。

(记住sizeof是根据你给的数据的数据类型来计算的哦)

sizeof与字符数组

int main()
 {
     char arr[5] = {'a','b','c','d','e'};
     printf("%d\n",sizeof (arr));
     printf("%d\n",sizeof (arr[0]));
     return 0;
 }

我们看到 sizeof(arr) 得到的是 5，因为这里的 arr 数组名是代表的整个数组，数组一共有五个元素，每个元素是 char类型，所以整个数组大小是5*1 = 5个字节，那么sizeof(arr[0])里面的 arr[0] 数据类型是 char，char是 1 个字节，所以 sizeof 得到就是1个字节。

这跟上面数值型数据是一样的道理，都是看sizeof里面的数据类型是什么。

sizeof与字符串

int main()
 {
     char arr[] = "abcde";
     printf("%d\n",sizeof (arr));
     printf("%d\n",sizeof (arr[0]));
     return 0;
 }

在这里我们看到了不一样的结果了，跟以往不同，我们明明是给了字符串 5 个元素，那为什么sizeof(arr) 却得到了 6 呢？

这是因为我们在给字符串赋值的时候，字符串末尾自动补上了一个 ‘\0’

所以 sizeof 在计算大小的时候也会将 ‘\0’ 计算在里面，也就是说，在 sizeof(arr) 里认为，有6个元素，分别是 abcde\0，每个元素都是char类型，就是6个字节。

1.2 字符串长度

对于'\0'结束的字符数组，用sizeof算出的是分配空间的长度，而字符串长度可用strlen函数计算：

char a[10] = "hello";
int len = strlen(a); //5

2. 拷贝

2.1 strcpy函数

strcpy(dest, src)：将src的内容（包括结束符'\0'），拷贝到dest中，函数返回dest。

char dest[10];
strcpy(dest, "hello"); //dest: hello\0

注意：

此函数内部实现是以结束符'\0'为循环结束条件的，如果src不是'\0'结束的，会出现意外危险。
如果src长度超过dest，则会出现溢出危险，即其它地址的内容被修改。

2.2 strncpy函数

strcpy(dest, src, len)：将src的内容的前len位，拷贝到dest中，函数返回dest。

char dest[10] = "123456789";
strncpy(dest, "hello", 3); //dest: ``hel456789`

3. 连接

strcat(dest, src)：将src连接到dest后面，src的第一个元素替代了dest的结束符'\0'。

char s1[20] = "i am";
char s2[] = "a boy";
strcat(s1,s2); //s1-->i am a boy\0

注意：如果s1的长度不够的话，也会产生溢出。

4. 比较

strcmp(s1, s2): 比较两个字符串是否相等：

相等：返回0
s1 > s2：返回正整数（第一个不等的字符的差值）
s1 < s2：返回负整数（第一个不等的字符的差值）

char pwd[] = "123456";
int b = strcmp(pwd,"123456"); //b == 0

5. 大小写

5.1 字符大转小

tolower(c)：将一个字符转为小写，返回值为 int（ASCII码）。

char c = tolower('A');  //'a'

5.2 字符小转大

toupper(c)：将一个字符转为大写，返回值为 int（ASCII码）。

char c = toupper('b'); //'B'

5.3 字符串大小写

c++（c）语言标准库没有实现字符串大小写转换的函数，需要自己实现。

四、string类

string类
变量声明和实例化
常用运算符
输入输出
下标访问
字符串数组

1、string类

c语言使用'\0'结束的字符数组来表示字符串，为了更方便的使用字符串，c++中专门提供了一个string类，包含在命名空间std中，类库为cstring。

#include <cstring>

string s = "hello world!";

2、变量声明和实例化

string类型的变量声明和基本类型（int、short、char、bool等）一样：

string s;

但是string是一个类，其变量初始化需要经过实例化，即调用构造函数来初始化。

以下几种典型的实例化方法：

string s("hello");  //将c字符串"hello"作为s的值
string s(str1);     //拷贝str1字符串变量的值作为s的值
string s(10, 'a');  //生成10个'a'组成的字符串作为s的值
stirng s = "hello";

3、常用运算符

为了更方便的对字符串变量进行操作，string类重载了一些运算符，使用起来更加一致。

string s = "hello world!";  //赋值
string s2 = s + " 1234";  //连接成"hello world! 1234"
if (s2 == s1)  //是否相等

4、输入输出

string类型变量的输入，可以使用几种：

cin>>s：遇见空格、tab、回车就停止。
getline(cin, s)：读入一行，遇见回车停止。
getline(cin, s, ch)：读入一行，遇见ch（字符）停止。

如果想输入带空格的语句，使用getline函数。

输出字符串变量跟原来一样，如果想输出地址，使用&地址符。

5、下标访问

string类也提供了下标运算符[]，可以使用下标来访问字符元素。

s = "hello";
cout << s[0] << endl;  //'h'

s[0] = 'H';
cout << s << endl; //"Hello"

6、字符串数组

每个元素都是一个字符串，例如：

string color[3] = {"red", "blue", "yellow"};

五、string类字符串函数

赋值：assign
拼接：push_back、append
查找：find
插入：insert
删除：erase
替换：replace
子串：substr
长度：length、size

1、拼接

1.1 拼接字符

s.push_back(ch)：时间复杂度为O(1)，最适合循环里调用。
s = s + ch：时间复杂度介于O(1)和O(n)之间。

1.2 拼接字符串

s.append(t)：时间复杂度为O(n)。
s = s + t: 时间复杂度为O(n)

2、查找

s.find(t)：在s中查找t，返回t第一个出现的位置，如果找不到返回string::npos（2^64-1）
s.find(t, x): 从第x位开始查找
s.find_first_of(t, x): 从x位置开始找，第一个t里的字符出现的位置。
s.find_first_not_of(t, x)：从x位置开始找，第一个不在t里的字符出现的位置。
s.rfind(t): 从后往前找
s.find_last_of(t, x)：从后往前找，第一个t里的字符
s.find_last_not_of(t, x)：从后往前找，第一个不在t里的字符

s = "hello world!";
int pos = s.find("world"); //6

3、插入

s.insert(x, t)：在s的第x位上插入字符串t。

s = "01234";
s.insert(3, "abc"); //012abc34

注意：x一定要是合法的下标！

4、删除

s.erase(x): 从第x位开始删除到最后
s.erase(x, len)：从第x位开始删除len位

s = "abcdefg";
s.erase(2, 3); // cde被删除了，剩下abf

注意：x一定要是合法的下标！

5、替换

s.replace(x, len, t)：用t替换s中从x开始长度len的一段子串。

s = "abcdefg";
s.replace(2, 1, 123); //ab123def：cd被替换成了123

注意：

x -> x+len-1 都要是合法的下标
替换可以换成删除＋插入实现

6、子串

s.substr(x, len)：取出从第x位开始，长度为len 的子串。

s = "abcdefg";
string s2 = s.substr(3, 2); //s2 -> de

注意：

x一定要是合法的下标。
如果x + len -1越界，则只取合法内容。

7.长度

string s;
cin >>s;
//这个字符串的长度可以用以下两个函数来求
s.length();
s.size();

六、综合练习

1.一本通：1130：找第一个只出现一次的字符

1130：找第一个只出现一次的字符

参考代码：(思路1：暴力做法)

#include <iostream>

#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
    string s; //定义c++字符串变量s
    cin >> s; // 输入的内容放在变量s中
    int flagG = 0; // 是否找到只出现一次的标志变量，0表示没找到，1表示找到了
    // 枚举s中的每一个字符，
    for (int i = 0; i < s.length(); ++i) // 1e5
    {
        int flag = 0;// 有没有重复标志变量，0表示没有重，1表示重复
        // 枚举的每一个字符s[i]，与其他的每一个字符比较，相同则重复
        for (int j = 0; j < s.length(); ++j) // 1e5
        {
            if(i == j) // 不能为同一个字符
                continue; // 是则不执行后面的语句，继续循环
            if(s[i] == s[j]) // 如果相同了，则表示重复
            {
                flag = 1; 
            }
        }
        if(flag == 0) // 检查s[i]这个字符没有重复
        {
            cout << s[i] << endl; // 输出这个字符
            flagG = 1; // 找到了不重复的字符，标志变量设为1
            break; // 找到就退出循环
        }
    }
    if(!flagG) //没找到只出现一次的字符，要输出no
        cout << "no";
    return 0;
     
}

参考代码2（桶数组的思路，可降低时间复杂度为O(n)）

#include <iostream>

#include <cstring>
using namespace std;

int main()
{
    string s; //定义c++字符串变量s
    cin >> s; // 输入的内容放在变量s中
    int flagG = 0; // 是否找到只出现一次的标志变量，0表示没找到，1表示找到了
    int to[200] = {0}; // 桶数组，下标表示的是字符的ASII码，内容表示这个字符有几个,注意要初始化数组内容全为0
    //
    for (int i = 0; i < s.length(); ++i)
    {
        to[s[i]]++;
    }
    for (int i = 0; i < s.length(); ++i)
    {
        //这个s[i]，在桶中的数量为1，则说明是不重复的
        if(to[s[i]] == 1)
        {
            flagG = 1;
            cout << s[i] << endl;
            break;
        }
    }
    if(!flagG)
        cout << "no";
    return 0;
}

C++语法基础5-字符串

字符串

一、字符和ascll码

1、 字符类型

2、字符的存储

3、字符数字转换

4、大小写

5、练习题

5.1 数字的和

5.2 凯撒加密

5.3 一本通p1129 统计数字字符个数

二、字符数组

1、字符串常量

2、字符数组

3、字符串

4、字符数组初始化

5、输入字符串

6、扩展理解

6.1、转义符

6.2. c字符串

三、字符数组函数

1. 长度

1.1 数组长度

sizeof介绍

1.2 字符串长度

2. 拷贝

2.1 strcpy函数

2.2 strncpy函数

3. 连接

4. 比较

5. 大小写

5.1 字符大转小

5.2 字符小转大

5.3 字符串大小写

四、string类

1、string类

2、变量声明和实例化

3、常用运算符

4、输入输出

5、下标访问

6、字符串数组

五、string类字符串函数

1、拼接

1.1 拼接字符

1.2 拼接字符串

2、查找

3、插入

4、删除

5、替换

6、子串

7.长度

六、综合练习

1.一本通：1130：找第一个只出现一次的字符

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