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字符串概述 #

我们之前讲解了 字符类型 char ，并且介绍了字符在 C++ 中的表示。

// 以下都是字符

char D = 'A';
char A = 'a';
char S = '0';
char H = '.';
char I = '+';
char M = '*';

根据我们的生活经验，除了使用一个字符以外，我们经常将字符连接起来使用，比如

// 以下每一行，都是一个“将字符连接起来”的示例

apple
Hello World!
4 * 8 = 64 / 2.0;

在 C++ 中，我们将这样的表达，称为 “字符串”。

“字符”和“字符串”的关系，如下图所示：

字符串语法 #

字符串表示 #

在 C++ 中，字符串这样表示：

// 以下都是字符串

char da [] = "apple";
char shi[] = "Hello World!";
char ma [] = "4 * 8 = 64 / 2.0;";

char dashima[] = "A";

由什么值得注意的吗？

  • 字符串，使用双引号（”）包围。
  • 字符串，可以有空格。
  • 所有的 ASCII 中的字符，都可以组成字符串。
  • 字符串，也可以只由一个字符组成。
  • 字符串，变量的声明语法，和一般的变量不同。

下面，就字符串变量的声明，做详细说明。

字符串变量的声明语法 #

语法结构：

char 变量名 [] = "字符串"；

和之前的变量声明相比，这里增加了一个中括号（[]）。请特别注意。

由于，“字符串”其实是由“字符”组成的，所以，声明中也体现了他们之间的联系。
字符串是使用 char 来作为基础的。

在编程中，大家应该将字符串看作一张表格。这样是非常有用的。

下面，讲解一下这个表格有什么作用。

字符串索引 #

对于一个表格来说，最重要的，就是怎么知道表格中的值。
字符串，可以看作一个表格，所以，应该如何获得字符串中的数据呢？

索引读取 #

请补全，并运行代码

char str[] = "apple";
std::cout << str[3] << std::endl;

请注意，输出的字符是哪一个，是 p 还是 l ？

对一个字符串变量，可以使用中括号+数字，来读取里面的内容。

要特别注意的是，数字代表的意义是表格的索引号

  • 索引号，从 0 开始。
索引写入 #

请补全，并运行代码

char str[] = "apple";
str[3] = 'L';                    // 修改字符串中的值。注意，'L'是一个字符
std::cout << str << std::endl;   // 输出字符串
  • 字符串中，每一个元素，都是一个字符。

输出字符串 #

直接输出 #

定义完一个字符串后，可以直接通过std::cout进行输出

char str[] = "apple";
std::cout << str << std::endl;   // 输出字符串
循环输出 #

小练习：
请定义一个字符串 “Hello Dashima!”，然后分别使用 while 和 for，输出字符串。
这个字符串的长度为 14

示例代码：

#include < iostream >
using namespace std;

int main()
{
    char dashima[] = "Hello Dashima!";

    // while
    int i(0);
    cout << "Using while: " << endl;
    while (i < 14)
        cout << dashima[i++];
    cout << endl << endl;

    // for 1 
    cout << "Using for 1: " << endl;
    for (int j = 0; j < 14; j++)
        cout << dashima[j];
    cout << endl << endl;

    // for 2
    cout << "Using for 2: " << endl;
    for (int j = 0; j < 14; )
        cout << dashima[j++];
    cout << endl << endl;

    return 0;
}

上面的代码，使用了一个关键的前提条件，就是字符串的长度是 14 。而这是可以从题目中得到的。

字符串的长度 #

下面，假如我们不能够直接使用“字符串的长度为 15 ”这个条件，要怎么做呢？

当然，首要问题就是，我们怎么从字符串本身，推导出来字符串的长度？请试一试。
提示：sizeof()

#include < iostream >
using namespace std;

int main()
{
    char dashima[] = "Hello Dashima!";

    int size = /* 请补全代码 */;

    cout << "size is " << size << endl;

    return 0;
}

示例代码：

#include < iostream >
using namespace std;

int main()
{
    char dashima[] = "Hello Dashima!";

    int size = sizeof(dashima) / sizeof(dashima[0]) - 1;

    cout << "size is " << size << endl;

    return 0;
}

说明：
下面的是字符串“Hello Dashima!”的表格形式，这里第五位的 32 是空格的十进制 ACSII 码值。

// 表示的是一个字符的大小
sizeof(dashima[0]);  

// 相当于
sizeof('H');  

// 相当于
sizeof(char);

求得一个字符的大小后，再来求一下字符串的总体大小。

// 表示的是字符串的总体大小
sizeof(dashima);

那么，两者相除，自然就可以得到字符串的长度。所以

// 字符串中的元素数量
int size = sizeof(dashima) / sizeof(dashima[0]) - 1;

为什么还需要减一呢？因为真实情况的字符串样子，是这样的:

最后一位，存在一个（/0）。注意

  • C++ 中，每个字符串的的结尾，必须包含一个（/0）。

这个（/0）也是一个十进制 ACSII 码值，它是ASCII表的第一个字符，表示空。

下面再给出 ASCII 表，方便大家查找。

最后，请试一下，用新学习的方法，改写 2.循环输出 中的代码。

完成后，请参考下面代码。

使用 while #
#include < iostream >
using namespace std;

int main()
{
    char dashima[] = "Hello Dashima!";
    int size = sizeof(dashima) / sizeof(dashima[0]) - 1;

    // while
    int i(0);
    cout << "Using while: " << endl;
    while (i < size)
        cout << dashima[i++];

    return 0;
}
使用 for #
#include < iostream >
using namespace std;

int main()
{
    char dashima[] = "Hello Dashima!";
    int size = sizeof(dashima) / sizeof(dashima[0]) - 1;

    // for 1 
    cout << "Using for 1: " << endl;
    for (int j = 0; j < size; j++)
        cout << dashima[j];
    cout << endl << endl;

    // for 2
    cout << "Using for 2: " << endl;
    for (int j = 0; j < size; )
        cout << dashima[j++];
    cout << endl << endl;

    return 0;
}

输入字符串 #

字符串的输入，也可以使用 cin，但是有一些不同。
请看下面的例子：

#include < iostream > 
int main()
{
    char str[100] = "";            // 注意这一行
    std::cin >> str;
    std::cout << str << std::endl;
    return 0;
}

运行时，请输入”Apple”，然后回车。

cin 和 cout 这两个用法，均和之前的用法没什么差异。
但是，我们看到 str 的声明中，中括号中出现了数字。这是什么意义呢？

申请一定大小的字符串 #

大家看到这样的标题一定很奇怪，我们先来解释：什么是“申请”。

“申请”是编程中的术语，指的是：让计算机预留一定大小的内存，给声明的字符串。
上面代码中的数值 100 ，就是指：预留内存的大小，应该正好可以存放长度为 100 字符串（也就是含有 100 个字符的字符串）。

这么做的原因是，计算机在接受输入字符串的前，需要先声明一个足够大的字符串，以便于后续存放。

为了加深理解，我们来思考几个场景：

  • 假如我们输入的字符串很短，比如(“Hello”)

这时候，我们不需要声明长度为 100 的字符串 str。长度为 6 就够了。（注意字符串的“尾后 \0”）

  • 假如我们输入的字符串很长，比如长度为 200

这时候，如果我们声明的 str 长度只有 100，自然长度为 200 的字符串，是不可以存放到长度为 100 的 str 中的。
程序就会报错。

  • 所以，一般我们要综合考虑，设置一个合适的预留大小。
处理输入带有空格的情况 #

还是运行上面的例程，这时候请输入”Hello World”，然后回车。

看到的输出，应该为

Hello

空格，以及空格后的“World”都不见。注意：

  • 使用 cin 输入字符串时，不能有空格

接受带空格的字符串输入，需要使用其他方法。

思考：如果要读取输入”Hello World”，可以怎么做？请编程，读取字符串后，并输出。

/*
    请完成后，查看示例程序




*/

示例程序：

#include < iostream > 
int main()
{
    char str1[100] = "";            // 注意这一行
    char str2[100] = "";            // 注意这一行
    std::cin >> str1;
    std::cin >> str2;
    std::cout << str1 << " " << str2 << std::endl;
    return 0;
}

还有一些其他方法，我们将在后续的课程中介绍。

习题 #

字符串的反码

字符串加密

字符串对比

字符串中的空格移位

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