2014-02-12
1152
Строки
Строка в языке С++ – это одномерный массив символьного типа char. Массив из n символов на самом деле будет содержать не n, а n -1 значащий символ. Причиной этого является то, что строка всегда содержит маркер или признак конца строки – это символ ’\0’. Строки на С++ заключаются в кавычки.
При объявлении строк нужно учитывать условие решаемой задачи. Если количество символов, содержащихся в строке, можно определить заранее, то можно работать со строкой как со статическим массивом символов. Если количество символов в строке определяется программно или вычисляется некоторым образом, то в этом случае разумнее использовать динамический массив символов.
Объявлять строки можно двумя способами:
1. Строка – динамический массив символов:
char * s;
При таком объявлении массива в программе нужно будет обязательно выделить динамическую память под указатель s. Далее можно работать со строкой как с динамическим массивом символов;
2. Строка – статический массив символов:
|
|
|
char s[500];
Обрабатываются строки, содержащие не более 499 символов, со строкой можно работать как со статическим массивом.
Поскольку строки являются одномерными массивами, то возможна их инициализация при объявлении:
char s[ ]= “строка”;
В данном случае строка s будет содержать 7 элементов (символов): ‘с’, ‘т’, ‘р’, ‘о’, ‘к’, ‘а’, ‘\0’. Однако невозможно присваивание вида
char s[ 20];
s=“строка”;
так как операция присваивания для строк не определена.
Если приходится работать с несколькими строками, то можно объявить массив строк – двухмерный массив символов.
char st [5][200];
Такой массив может содержать 5 строк, в каждой из которых может быть не более 199 символов.
По причине того что над строками в языке С++ не определены операции отношения, сложения и т.п., для этих целей разработаны библиотечные функции, описанные в головных файлах string.h и stdio.h (табл.9).
| Таблица 9 | |
| Файл string.h | |
| Функция | Форма обращения к функции и её краткое описание |
| atof | d = atof(str); Преобразует строку str в вещественное число d d – переменная типа double; str – строка, в которой записано вещественное число в виде набора символов–цифр и точки. Переводится часть строки, начиная с крайнего левого символа до первого появления символа, отличного от цифры или точки |
| atoi | i = atoi(str); Преобразует строку str в десятичное целое число i i – переменная типа int; str – строка, в которой записано целое число в виде набора символов-цифр. Переводится часть строки, начиная с крайнего левого символа до первого появления символа, отличного от цифры |
| atol | l = atol(str); Преобразует строку str в длинное десятичное целое число l l – переменная типа long; str – строка, в которой записано целое число в виде набора символов-цифр. Переводится часть строки, начиная с крайнего левого символа до первого появления символа, отличного от цифры |
| itoa | itoa(v,str,baz); Преобразует целое v в строку str. При изображении числа используется основание системы счисления baz (2<=baz<=36) v – переменная типа int; str – строка; baz – переменная типа int |
| ltoa | ltoa(v,str,baz); Преобразует длинное целое v в строку str. При изображении числа используется основание baz (2<=baz<=36) l – переменная типа long; str – строка; baz – переменная типа int |
| strcat | strcat(str1,str2); Приписывает строку str2 в конец строки str1 (конкатенация строк) Результат в строке str1 |
| strncat | strncat(str2,str1,kol); Приписывает kol символов строки str1 в конец строки str2 (конкатенация) kol – переменная типа int |
| strchr | str2 = strchr(str1,сh); Ищет в строке str1 первое вхождение символа сh (тип char). В строку str2 записывается часть строки str1, начинающаяся с первого вхождения символа ch. Если такой символ не найден, то str2 равно NULL |
| strrchr | str2 = strrchr(str1,сh); Ищет в строке str1 последнее вхождение символа сh (тип char). В строку str2 записывается часть строки str1, начинающаяся с последнего вхождения символа ch. Если такой символ не найден, то str1 равно NULL |
| strcmp | i = strcmp(strl,str2); Сравнивает строки strl и str2. Результат заносится в переменную i (тип int) i<0, если strl<str2; i=0, если strl==str2; i>0, если strl>str2 (сравнение беззнаковое посимвольное) |
| Продолжение таблицы 9 | |
| strcpy | strcpy(str1, str2); Копирует символы строки str2 в строку str1 |
| strncpy | strncpy(str2,str1,kol); Копирует kol символов строки str1 в строку str2 («хвост» отбрасывается или дополняется пробелами) kol – переменная типа int |
| strlen | i = strlen(str); Вычисляет длину строки str без символа ‘\0’. Результат – в переменной i (типа unsigned int) |
| Файл stdio.h | |
| Функция | Форма обращения к функции и её краткое описание |
| gets | gets(str); Считывает строку str как введенную с клавиатуры последовательность символов до первого нажатия клавиши <enter> |
| puts | puts (str); Выводит строку str на экран |
Примечание. Строку можно вводить с клавиатуры с помощью функции gets() и функции scanf(). При этом нужно помнить, что если первая функция заполняет строку символами до первого нажатия клавиши <enter>, то вторая записывает в строку введенные с клавиатуры символы до появления первого пробела.
|
|
|
При решении задач, связанных с обработкой текста, с заданным текстом работают как со строкой. Таким образом, алгоритмы решения подобных задач основаны на алгоритмах обработки массивов. В данном случае это массивы символов.
Пример 1. Дан текст. Распечатать текст в обратном порядке.
Ход выполнения работы
1. Алгоритмы решения задач с использованием строк основаны на алгоритмах обработки одномерных массивов.
2. Написать программу, соответствующую алгоритму:
| Алгоритм | Программа |
| объявление симв: *str; цел: i, n, // ввод количества символов текста ввод n выделить динамическую память под указатель str ввод строки str //в цикле проверяется каждый символ, //начиная с последнего для i= strlen(str) до 0 шаг -1 печать stri все для i освободить выделенную под указатель str динамическую память | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" int main () { char *str; int n; unsigned int i; //ввод n printf ("n="); scanf ("%i", &n); //выделяется динамическая память str=(char*)malloc(n); //ввод строки gets(str); for (i= strlen(str); i>=0; i--) { printf("%c",*(str+i)); } printf("\n"); //освобождение выделенной //динамической памяти free(str); return 1; } |
3. Создать проект и реализовать данную задачу в среде Visual C++ 6.0.
Пример 2. Дан текст. Подсчитать, сколько в нем слов. Словом считать набор символов, не содержащий символов: ‘.’, ‘!’, ‘?’, ‘,’, ‘;’, ‘:’, ‘ ’. Подсчитать количество слов, содержащих 5 символов.
Ход выполнения работы
1. Для подсчета количества символов, содержащихся в каждом слове текста, необходимо определить начало и конец слова, т.е. определить позиции первого и последнего символов каждого слова. Найдя их разность, сравним её с числом 5. Если нужное слово найдено, то увеличим некоторый счетчик на 1. Первый символ слова определим по правилу: если в позиции i находится один из символов ‘.’, ‘!’, ‘?’, ‘,’, ‘;’, ‘:’, ‘ ’, а в позиции i+1 нет ни одного из них, то, с позиции i+1 начинается слово. Последний символ слова определим по правилу: если в позиции i нет ни одного из символов ‘.’, ‘!’, ‘?’, ‘,’, ‘;’, ‘:’, ‘ ‘, а в позиции i+1 находится один из них, то, начиная с позиции i, слово заканчивается.
|
|
|
2. Написать программу, соответствующую алгоритму:
| Алгоритм | Программа |
| объявление симв: *str; цел: i, n, bw, ew, count, count_5 // ввод количества символов текста ввод n выделить динамическую память под указатель str ввод строки str count =0, count_5=0 //в цикле проверяется каждый символ для i=0 до strlen(str) шаг 1 //определяем первый символ слова пока stri=='.' или stri=='!' или stri=='?' или stri==',' или stri==';' или stri==':' или stri==' ' и i<=strlen(str) //пропускаем эти символы i++ все_пока //запоминаем позицию начала слова bw=i //определяем последний символ слова пока stri!='.' и stri!='!' и stri!='?' и stri!=',' и stri!=';' и stri!=':' и stri!=' ' и i<=strlen(str) //пропускаем символы слова i++ все_пока //запоминаем позицию конца слова ew=i-1 если ew-bw>=0 count++ все_если если ew-bw+1==5 count_5++ все_если все для i вывод count вывод count_5 вывод строки str освободить выделенную под указатель str динамическую память | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" int main () { char *str; int n, bw, ew, count, count_5; unsigned int i; //ввод n printf ("n="); scanf ("%i", &n); //выделяется динамическая память str=(char*)malloc(n); //ввод строки gets(str); count =0, count_5=0; for (i=0; i<=strlen(str); i++) { //определяем первый символ //слова while((*(str+i)=='.' || *(str+i)=='!' || *(str+i)=='?' || *(str+i)==',' || *(str+i)==';' || *(str+i)==':' || *(str+i)==' ') && i<=strlen(str)) //пропускаем эти символы i++; //запоминаем позицию начала //слова bw=i; //определяем последний символ //слова while(*(str+i)!='.' && *(str+i)!='!' && *(str+i)!='?'&& *(str+i)!=',' && *(str+i)!=';' && *(str+i)!=':' && *(str+i)!=' '&& i<=strlen(str)) //пропускаем символы //слова i++; //запоминаем позицию конца //слова ew=i-1; if(ew-bw>=0) count++; if(ew-bw+1==5) count_5++; } //вывод count printf(“количество слов в тексте = %i\n”,count); //вывод count_5 printf(“количество слов из 5 символов = %i\n”,count_5); //вывод строки str puts(str); //освобождение выделенной динамической памяти free(str); return 1; } |
3. Создать проект и реализовать данную задачу в среде Visual C++ 6.0.
|
|
|
Запишем те же алгоритм и программу с использованием статического массива:
| Алгоритм | Программа |
| объявление симв: str[200]; цел: i, bw, ew, count, count_5 ввод строки str count =0, count_5=0 //в цикле проверяется каждый символ для i=0 до strlen(str) шаг 1 //определяем первый символ слова пока str[i]=='.' или str[i]=='!' или str[i]=='?' или str[i]==',' или str[i]==';' или str[i]==':' или str[i]==' ' и i<=strlen(str) //пропускаем эти символы i++ все_пока //запоминаем позицию начала слова bw=i //определяем последний символ слова пока str[i]!='.' и str[i]!='!' и str[i]!='?' и str[i]!=',' и str[i]!=';' и str[i]!=':' и str[i]!=' ' и i<=strlen(str) //пропускаем символы слова i++ все_пока //запоминаем позицию конца слова ew=i-1 если ew-bw>=0 count++ все_если если ew-bw+1==5 count_5++ все_если все для i вывод count вывод count_5 вывод строки str | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" #define n 200 int main () { char str[n]; int bw, ew, count, count_5; unsigned int i; //ввод строки gets(str); count =0, count_5=0; for (i=0; i<=strlen(str); i++) { //определяем первый символ //слова while((str[i]=='.' || str[i]=='!' || str[i]=='?'|| str[i]==',' || str[i]==';' || str[i]==':' || str[i]==' ') && i<=strlen(str)) //пропускаем эти символы i++; //запоминаем позицию начала //слова bw=i; //определяем последний символ //слова while(str[i]!='.' && str[i]!='!' && str[i]!='?'&& str[i]!=',' && str[i]!=';' && str[i]!=':' && str[i]!=' ' && i<=strlen(str)) //пропускаем символы //слова i++; //запоминаем позицию конца //слова ew=i-1; if(ew-bw>=0) count++; if(ew-bw+1==5) count_5++; } //вывод count printf(“количество слов в тексте = %i\n”,count); //вывод count_5 printf(“количество слов из 5 символов = %i\n”,count_5); //вывод строки str puts(str); return 1; } |
Примечание. Синтаксис программы, использующий статический массив, несколько проще и более понятен при чтении. Однако использование динамических массивов делает решение более гибким, поскольку в этом случае имеется возможность динамического изменения длины строки в ходе выполнения программы.
Пример 3. Дан текст. Распечатать текст по предложениям. Предложением считать набор символов, заканчивающийся одним из символов: ‘.’, ‘!’, ‘?’.
Ход выполнения работы
1. Написать программу, соответствующую алгоритму:
| Алгоритм | Программа |
| объявление симв: *str; цел: i, j, n, bp, ep // ввод количества символов текста ввод n выделить динамическую память под указатель str ввод строки str //в цикле проверяется каждый символ для i=0 до strlen(str) шаг 1 //определяем первый символ // предложения пока stri=='.' или stri=='!' или stri=='?' и i<=strlen(str) //пропускаем эти символы i++ все_пока //запоминаем позицию начала // предложения bp=i //определяем последний символ //предложения пока stri!='.' и stri!='!' и stri!='?' и i<=strlen(str) //пропускаем символы слова i++ все_пока //запоминаем позицию конца //предложения ep=i //печатается очередное предложение для j= bp до ep шаг 1 печать strj все_для j все для i освободить выделенную под указатель str динамическую память | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" int main () { char *str; int j, n, bp, ep; unsigned int i; //ввод n printf ("n="); scanf ("%i", &n); //выделяется динамическая память str=(char*)malloc(n); //ввод строки gets(str); for (i=0; i<=strlen(str); i++) { //определяем первый символ // предложения while((*(str+i)=='.' || *(str+i)=='!' || *(str+i)=='?') && i<=strlen(str)) //пропускаем эти символы i++; //запоминаем позицию начала //предложения bp=i; //определяем последний символ //предложения while(*(str+i)!='.'&&*(str+i)!='!'&& *(str+i)!='?'&& i<=strlen(str)) //пропускаем символы //слова i++; //запоминаем позицию конца // предложения ep=i; //печатается очередное //предложение for(j=bp;j<=ep;j++) //выводится j-ый символ //предложения printf("%c",*(str+j)); printf("\n"); } //освобождение выделенной //динамической памяти free(str); return 1; } |
2. Создать проект и реализовать данную задачу в среде Visual C++ 6.0.
Пример 4. Дан текст. Распечатать позиции, начиная с которых в тексте встречается заданное слово. Определение слова такое, как и в предыдущих примерах.
Ход выполнения работы
1. Написать программу, соответствующую алгоритму
| Алгоритм | Программа |
| объявление симв: *text,*slovo; цел: i, j, n, bw, ew, flag // ввод количества символов текста ввод n выделить динамическую память под указатели text, slovo ввод text ввод slovo //в цикле проверяется каждый символ для i=0 до strlen(text) шаг 1 //определяем первый символ слова пока texti=='.' или texti=='!' или texti=='?' или texti==',' или texti==';' или texti==':' или texti==' ' и i<=strlen(text) //пропускаем эти символы i++ все_пока //запоминаем позицию начала слова bw=i //определяем последний символ слова пока texti!='.' и texti!='!' и texti!='?' и texti!=',' и texti!=';' и texti!=':' и texti!=' ' и i<=strlen(text) //пропускаем символы слова i++ все_пока //запоминаем позицию конца слова ew=i-1 //сравниваем slovo и слово текста если ew-bw+1== strlen(slovo) flag=1;//длины слов совпадают для j= 0 до ew-bw шаг 1 если textbw+j !=slovoj flag=0;//слова не совпадают выход из цикла по j все_если все_для j все_если если flag==1 flag=0 печать bw все_если все для i освободить выделенную под указатели text, slovo динамическую память | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" int main () { char *text,*slovo; int j, n, bw, ew, flag; unsigned int i; //ввод n printf ("n="); scanf ("%i", &n); //выделяется динамическая память text=(char*)malloc(n); slovo=(char*)malloc(20); //ввод строк puts("text="); gets(text); puts("slovo="); gets(slovo); for (i=0; i<=strlen(text); i++) { //определяем первый символ слова while((*(text+i)=='.' || *(text+i)=='!' || *(text+i)=='?'|| *(text+i)==',' || *(text+i)==';' || *(text+i)==':' || *(text+i)==' ') && i<=strlen(text)) //пропускаем эти символы i++; //запоминаем позицию начала //слова bw=i; //определяем последний символ // слова while(*(text+i)!='.'&&*(text+i)!='!' && *(text+i)!='?'&& *(text+i)!=','&& *(text+i)!=';' &&*(text+i)!=':'&& *(text+i)!=' ' && i<=strlen(text)) //пропускаем символы слова i++; //запоминаем позицию конца //слова ew=i-1; if(ew-bw+1== strlen(slovo)) { flag=1; for(j=0;j<=ew-bw;j++) if(*(text+bw+j)!=*(slovo+j)) { flag=0; break; } } if(flag==1) { flag=0; printf("pos=%i\n",bw); } } //освобождение выделенной //динамической памяти free(text); free(slovo); return 1; } |
2. Создать проект и реализовать данную задачу в среде Visual C++ 6.0.
Пример 5. Дан текст в виде набора 0 и 1 – некоторое число в двоичной системе счисления. Представить это число в десятичной системе счисления.
Ход выполнения работы
1. Алгоритм перевода числа из двоичной системы счисления в десятичную систему счисления поясним на примере.
| Наименование | Разряды в двоичной системе счисления | Число | ||||||
| Число в двоичной системе счисления, записанное по разрядам | 11010012 | |||||||
| Слагаемые для получения числа в десятичной системе счисления, соответствующие каждому разряду | 1·26 | 1·25 | 0·24 | 1·23 | 0·22 | 0·21 | 1·20 | 10510 |
Таким образом, 11010012=1·20+0·21+0·22+1·23+0·24+1·25+1·26 =1+8+32+64=10510.
2. Написать программу, соответствующую алгоритму:
| Алгоритм | Программа |
| объявление вещ: *num_bin; цел: i, j, n, num_dec // ввод количества символов текста ввод n выделить динамическую память под указатель num_bin ввод num_bin j=strlen(num_bin)-1 num_dec=0 //в цикле проверяется каждый символ для i=strlen(num_bin) до 0 шаг -1 //сравниваем символ текста с // символом ‘1’ если num_bini = = ‘1’ num_dec=num_dec+2j-i все_если все для i печать num_dec освободить выделенную под указатель num_bin динамическую память | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" #include "math.h" int main () { char *num_bin; int n, num_dec; unsigned int i; //ввод n printf ("n="); scanf ("%i", &n); //выделяется динамическая память num_bin=(char*)malloc(n); //ввод строки puts("num_bin="); gets(num_bin); //определяется количество разрядов j=strlen(num_bin)-1; //инициализируется значение в //десятичной системе num_dec=0; for (i= strlen(num_bin); i>=0; i--) { // сравниваем символ текста с // символом ‘1’ if(*(num_bin+i)= =’1’) { num_dec=num_dec+pow(2, j-i); } } printf("num_dec=%i\n ",num_dec); //освобождение выделенной //динамической памяти free(num_bin); return 1; } |
3. Создать проект и реализовать данную задачу в среде Visual C++ 6.0.
Пример 6. Дано целое число в десятичной системе счисления. Представить это число в двоичной системе счисления.
Ход выполнения работы
1. Алгоритм перевода числа из десятичной системы счисления в двоичную осуществляется путем деления десятичного числа на 2. Запоминается остаток, и полученное частное снова делится на 2. Эта процедура повторяется до тех пор, пока полученное на некотором шаге частное не станет равным 0 или 1. Записав остатки от деления в обратном порядке, получим число в двоичной системе счисления (в программе результат помещается в строку), например:
105 2
1 52 2
0 26 2
0 13 2
1 6 2
0 3 2
1 1
Таким образом, 10510 = 11010012 (порядок записи остатков указан стрелкой). Решить данную задачу можно было бы с использованием операции деления, т.е. непосредственно по приведенному алгоритму. Воспользовавшись поразрядными операциями и понятием маски можно упростить решение задачи. Для этого установим начальное значение маски в 1. При помощи операции & проверим, совпадает ли самый правый бит с маской или нет. Если совпадает, то в текущую позицию строки записываем 1, в противном случае – 0. Затем сдвигаем 1 в маске на одну позицию влево. Опять происходит описанная выше проверка и т.д. Количество проверок должно совпадать с количеством бит переменной (десятичным числом), т.е. с размером типа этой переменной, умноженного на 8 (количество байт, занимаемых переменной в ОП, умножаем на количество бит, содержащихся в одном байте).
2. Написать программу, соответствующую алгоритму:
| Алгоритм | Программа |
| объявление вещ: *num_bin; цел: i, n, num_dec, mask=1 ввод num_dec n=sizeof(num_dec)*8 выделить динамическую память под указатель num_bin из n+1 символов //в цикле проверяется каждый бит для i=1 до n+1 шаг 1 //проверяем i-ый бит числа num_dec //на наличие 1 если num_dec&mask num_binn+1-i = = ‘1’ иначе num_binn+1-i = = ‘0’ все_если сдвиг mask на 1 разряд влево все для i печать num_bin освободить выделенную под указатель num_bin динамическую память | #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" #include "math.h" int main () { char *num_bin; int num_dec, mask=1; int n, i; //ввод десятичного числа printf("num_dec="); scanf("%d",&num_dec); n=sizeof(num_dec)*8; //выделяется динамическая память num_bin=(char*)malloc(n+1); for (i= 1; i<=n+1; i++) { // проверяем i-ый бит числа // num_dec на наличие 1 if(num_dec&mask) //i–ый бит числа num_dec //содержит 1 *(num_bin+n+1-i)='1'; else //i–ый бит числа num_dec //содержит 0 *(num_bin+n+1-i)='0'; //изменение маски mask=mask<<1; } printf("num_bin="); // нули до первой 1 не печатаются for(i= 1; i<=n+1; i++) if(*(num_bin+i)!=0) break; // печатается число в двоичной системе for(; i<=n; i++) printf("%c",*(num_bin+i)); printf("\n"); //освобождение выделенной //динамической памяти free(num_bin); return 1; } |
3. Создать проект и реализовать данную задачу в среде Visual C++ 6.0.
