程序设计与算法（一）C语言程序设计CAP之字符串

C++中的字符串

字符串有三种形式

• 用双引号括起来的字符串常量，如果"CHINA"、"C++ program"
• 存放于字符串数组中，以'\0'字符（ASCII吗为0）结尾
• string对象。string是C++标准模板库里的一个类，专门用于处理字符串（略）。

字符串常量

• 字符串常量占据内存的字节数等于字符串中字符数目加1，多出来的是结尾字符'\0'
• 字符串的长度不包含'\0'
• ""也是合法的字符串常量，称为空串。空串仍然会占据一个字节的存储空间，存放'\0'。
• 如果字符串常量中包含双引号，则双引号应写为'"'。而''字符在字符串中出现时，须连写两次，变成'\'。例如：

cout << "He said, \"I am a stu\\dent.\"";
// He said, "I am a stu\dent."

用一维char数组存放字符串

• 包含'\0'字符的一维char数组，就是一个字符串。其中存放的字符串即为'\0'前面的字符所组成。
• 用char数组存放字符串，数组元素个数应该至少为字符串长度+1
• char数组的内容，可以在初始化时设定，也可以用C++库函数进行修改，还可以用对数组元素赋值的办法任意改变其中的某个字符。
• 字符数组同样可以用cout、printf输出，用cin、scanf读入。用cin、scanf将字符串读入字符数组时，会自动在字符数组中字符串的末尾加上'\0'

字符串程序示例

# include <iostream>
# include <cstring> //字符串库函数的声明
using namespace std;
int main()
{
	char title[] = "Prison Break"; //title的最后一个元素是'\0'
	char hero[100] = "Michael Scofiled";
	char prisonName[100];
	char response[100];
	cout << "What's the name of the prison in " << title << endl;
	cin >> prisonName; // input your string
	if( strcmp( prisonName, "Fox-River" ) == 0 )
		cout << "Yeah! Do you love " << hero << endl;
	else{
		//function to copy a string
		strcpy( response, "It seems you haven't watched it!\n" );
cout << response;
	}
	title[0] = 't';
	title[3] = 0; // equal to title[3] = `\0';
	cout << title << endl;
	return 0;
}

What's the name of the prison in Prison Break                                                                                                                                 
Fox-River                                                                                                                                                                     
Yeah! Do you love Michael Scofiled                                                                                                                                            
tri  

What's the name of the prison in Prison Break                                                                                                                                 
Shark                                                                                                                                                                         
It seems you haven't watched it!                                                                                                                                              
tri  

字符串的输入

• 用scanf可以将字符串读入字符数组
• scanf会自动添加结尾的'\0'
• scanf读入到空格为止
• 在数组长度不足的情况下，scanf可能导致数组越界
• cin输入字符串的情况和scanf相同

char line[5];
scanf("%s", line); // Don't use &line 
// cin >> line; // 若输入"12345"，则数组越界
printf("%s", line);

读入一行到字符数组

• cin.getline(char buf[], int bufSize);
• 读入一行（行长度不超过bufSize-1）或bufSize-1个字符到buf，自动添加'\0'。回车换行符不会写入buf，会从输入流中去掉

char line[10];
cin.getline(line, sizeof(line));
// 或 cin.getline(line, 10);  读入最多9个字符到line
cout << line;

读入一行到字符数组

• gets(char buf[])
• 读入一行，自动添加'\0'
• 回车换行符不会写入buf，会从输入流中去掉。如果buf的容量不足，可能导致数组越界！

char s[10];
while( gets(s) ){    // Use Ctrl + C to terminate this program
	printf("%s\n", s);
}

字符串库函数

• 使用字符串库函数需要 #include
• 字符串库函数都根据'\0'来判断字符串结尾
• 形参为char []类型，则实参可以是char数组或字符串常量
• 字符串拷贝strcpy(char dest [], char src []); // copy src to dest
• 字符串比较大小 int strcmp( char s1 [], char s2 [] ); // if equal then 0 is returned
• 求字符串长度 int strlen( char s[] );
• 字符串拼接 strcat(char s1[], char s2[]); // s2拼接到s1后面
• 字符串转成大写 strupr(char s[]);
• 字符串转成小写 strlwr( char s[] );

字符串库函数用法示例

#include <iostream>
#include <cstring> 
using namespace std;
char* strupr(char* src)
{
	while (*src != '\0')
	{
		if (*src >= 'a' && *src <= 'z')
			//在ASCII表里大写字符的值比对应小写字符的值小32.
			//*p -= 0x20; // 0x20的十进制就是32
			*src -= 32;
		src++;
	}
	return src;
}
void PrintSmall( char s1[], char s2[] ) // 输出词典序小的字符串
{
	if(  strcmp( s1, s2) <= 0  ) // if s1 is smaller  than or equal to s2
		cout << s1;
	else
		cout << s2;
}
int main(){
	char s1[30];
	char s2[40];
	char s3[100];
	strcpy(s1, "Hello");
	strcpy(s2, s1);
	cout << "1) " << s2 << endl; // output: 1) Hello
	strcat( s1, " ,world"  ); // Now s1 becomes "Hello, world"
	cout << "2) " << s1 <<endl; // output: 2) Hello, world
	cout << "3) ";	PrintSmall("abc", s2);  cout << endl;  // output: 3) Hello
	cout << "4) ";	PrintSmall("abc", "aaa"); cout << endl; // output: 4) aaa
	int n = strlen( s2 );
 	cout << "5) " << n << "," << strlen("abc") <<  endl; // output: 5) 5, 3
	strupr(s1);
	cout <<"6) " << s1 << endl; // output 6) HELLO, WORLD

	return 0;
}

strlen的常见糟糕用法

• strlen函数的执行是需要时间的，且时间和字符串的长度成正比
• 每次循环，都调用strlen函数，这是效率上的很大浪费

char s[100]="test";
for( int i = 0; i < strlen(s); ++i){
	s[i] = s[i]+1;
}

改正版本

• 应取出s的长度存放在一个变量里面，然后再循环的时候使用该变量
• 或 使用 s[i]

char s[100]="test";
int len = strlen(s);
for( int i = 0; i < len; ++i){
	s[i] = s[i]+1;
}

或

char s[100]="test";
for( int i = 0; s[i]; ++i){
	s[i] = s[i]+1;
}

例题：编写判断字串的函数

编写一个函数：int Strstr(char s1[], char s2[]);

• 如果s2不是s1的子串，返回-1
• 如果s2是s1的子串，则返回其在s1中第一次出现的位置
• 空串是任何串的字串，且出现位置为0

int Strstr(char s1[], char s2[]){
	if(s2[0] == 0)
		return 0;
	for(int i = 0; s1[i]; ++i){  //枚举比较的起点
		int k = i, j = 0;
		for( ; s2[j]; ++j, ++k ){
			if(s1[k] != s2[j])
				break;
		}
		if(s2[j] == 0)
			return i;
	}
	return -1;
}