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1 序 C++ 全方位學習一書入選 100 狀元閱讀書單科學類排名第 15, 也是唯二入選的程式設計類書, 因此筆者決定重新改版, 以便造福更多想學習 C++ 程式設計的學生 C++ 全方位學習第二版保留第一版的編排特色, 而刪除比較不實用的大型程式範例與標準範本程式庫, 然後在各章習題中加入選擇題, 使其更加適合用於技職院校及大學教學 C++ 全方位學習第二版是針對專科與大學教學進度而編寫的, 內容由淺入深 由簡而繁的方式帶領讀者學習 C++ 的基本程式設計 結構化程式設計 物件導向程式設計 與應用程式設計 同時, 也適合作為初學 C++ 程式設計者的自修參考書 內容包括 C++ 語法 語法說明 簡單範例 與完整程式,C++ 語法方便讀者查詢敘述與函數的正確格式, 語法說明列出敘述與函數的功能與參數的用法, 簡單範例教導讀者如何使用敘述與函數, 完整程式則實際將敘述與函數應用於程式中 本書適用軟體 : 書中所有的語法 範例與程式都是使用 ANSI/ISO C++ 的標準, 但也兼顧到 Visual C++ 的相容性, 因此所有範例程式除了使用 Dev-C beta 9.2 ( ) (9.0 MB) with Mingw/GCC 編譯 連結與執行過之外, 還在 Visual C Visual C 環境下編譯 連結與執行過, 讀者可以放心使用任何以 ANSI/ISO 為標準的 C++ 編譯器 致謝 : 感謝各位讀者與各級學校師生數十年來給予筆者的肯定, 您們數十年的支持與愛護是筆者繼續製作優良作品的原動力, 希望您能再次給予 C++ 全方位學習第二版一書支持與鼓勵 感謝碁峰資訊廖董事長暨全體同仁多年來的支持 古頤榛謹識 ii

2 chapter 字元與字串 本章重點 9.1 C 型態字串函數 9.2 C 型態字元函數 9.3 字串與數值轉換函數 9.4 C++ 字串類別 9.5 習題

3 C++ 全方位學習 9.1 C 型態字串函數 C++ 提供二種字串型態 : 一是使用 char 定義的 C 型態字串, 另一則是使用 string 定義的 C++ 型態字串 C 型態字串在 7.4 節已經介紹過, 本節主要討論應用於 C 型態字串的函數, 如取得字串長度 (strlen) 複製字串 (strcpy) 比較字串(strcmp) 串接字串(strcat) 等 至於 C++ 型態字串則將於 9.4 節討論 取得字串長度 strlen #include <string> strlen ( 指定字串 ) strlen 函數是計算並傳回指定字串的位元組 (byte) 數 strlen 函數包含於 string 標題檔中, 所以使用前須先插入 string 檔 下面範例是取得字串長度 先宣告 fixstr 字串, 然後利用 strlen(fixstr) 函數取得字串長度 char fixstr[80] = "Ctype String"; int fixlen = strlen(fixstr); // 定義 C 型態字串 // 取得字串長度 程式 9-01: 取得輸入字串長度 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0901.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <cstring> // 插入字串標題檔 4. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 7. { 8. char instr[80]; 9. cout << " 請輸入字串 :"; // 顯示訊息字串 10. cin.getline (instr, 80, '\n'); // 取得輸入字串列 11. cout << " 字串長度為 :" << strlen(instr); // 顯示字串長度 12. cout << endl; 13. system("pause"); 14. return EXIT_SUCCESS; 15. } 9-2

4 Chapter 9 字元與字串 程式輸出 請輸入字串 :Ctype String 字串長度為 :12 Enter 複製字串 strcpy #include <string> strcpy ( 目的字串, 來源字串 ) strcpy 函數是將來源字串複製到目的字串, 其中目的字串必須是記憶體變數 且來源字串的長度必須小於目的字串所宣告的長度, 否則複製時將會覆蓋到其他記憶體中的資料, 嚴重的可能會造成當機 strcpy 函數包含於 string 標題檔中, 所以使用前須先插入 string 檔 下面範例是複製字串 先宣告 source 與 target 字串, 起始 source 字串後利用 strcpy(target, source) 函數將 source 字串複製到 target 字串中 char source[80], target[80]; source[80] = "Ctype String"; strcpy(target, source); // 起始 source 字串 // 複製字串 程式 9-02: 複製輸入字串 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0902.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <cstring> // 插入字串標題檔 4. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 7. { 8. char source[80], target[80]; 9. cout << " 請輸入來源字串 :"; // 顯示訊息字串 10. cin.getline (source, 80, '\n'); // 取得來源字串 11. strcpy(target, source); // 複製字串 12. cout << " 複製後目的字串 :" << target; // 顯示目的字串 13. cout << endl; 14. system("pause"); 15. return EXIT_SUCCESS; 16. } 9-3

5 C++ 全方位學習 程式輸出 請輸入來源字串 :Ctype String 複製後目的字串 :Ctype String 比較字串 strcmp #include <string> strcmp ( 字串 1, 字串 2) strcmp 函數將比較字串 1 與字串 2 的內容, 並傳回代碼說明如下 傳回正數 : 表示字串 1 的 ASCII 碼大於字串 2 的 ASCII 碼 傳回零 : 表示二字串相等 傳回負數 : 表示字串 1 的 ASCII 碼小於字串 2 的 ASCII 碼 strcmp 函數包含於 string 標題檔中, 所以使用前須先插入 string 檔 下面範例是利用比較字串檢查輸入密碼 先宣告並起始 password 字串, 再宣告 instring 字串, 然後讀取鍵盤整列輸入 ( 包含空白 ), 比較輸入字串與 password 字串是否相等, 若相等則 flag==0 char password[80] = "2012"; char instring[80]; cin.getline (instring, 80, '\n'); int flag = strcmp(password, instring); // 定義並啟始密碼 // 輸入字串 //flag= 比較字串結果 程式 9-03: 檢查輸入密碼 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0903.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <cstring> // 插入字串標題檔 4. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 7. { 8. char password[80] = "2012"; // 定義並啟始密碼 9. char instring[80]; 10. cout << " 您有 3 次機會,"; 11. for (int i = 1; i <=3; i++) // 輸入密碼迴圈 12. { 13. cout << " 請輸入密碼 :"; 9-4

6 Chapter 9 字元與字串 14. cin.getline (instring, 80, '\n'); // 取得來源字串 15. int flag = strcmp(password, instring); // 比較字串 16. if (flag == 0) 17. { 18. cout << " 恭喜您! 密碼正確 "; // 顯示目的字串 19. break; // 中斷迴圈 20. } 21. else 22. { 23. if (i!= 3) // 以計數值決定, 24. cout << " 還有 " << 3-i << " 次機會,"; // 顯示的字串 25. else 26. cout << " 對不起! 沒機會了 "; 27. } 28. } 29. cout << endl; 30. system("pause"); 31. return EXIT_SUCCESS; 32. } 程式輸出 您有 3 次機會, 請輸入密碼 :1999 還有 2 次機會, 請輸入密碼 :2000 還有 1 次機會, 請輸入密碼 :2001 對不起! 沒機會了 Enter Enter Enter 程式輸出 您有 3 次機會, 請輸入密碼 :2010 還有 2 次機會, 請輸入密碼 :2011 還有 1 次機會, 請輸入密碼 :2012 恭喜您! 密碼正確 Enter Enter Enter 串接字串 strcat #include <string> strcat( 字串 1, 字串 2) strcat 函數是將字串 2 串接到字串 1 之後, 其中字串 1 必須是記憶體變數 9-5

7 C++ 全方位學習 strcat 函數包含於 string 標題檔中, 所以使用前須先插入 string 檔 下面範例是利用串接字串將 first name 與 last name 串接在一起 先宣告並起始 first last 與 full 字串, 利用 strcat 函數將 first 空白 與 last 字串串接到 full 字串中 char first[80] = "Sharon"; char last[80] = "Stone"; char full[160] = ""; strcat(full, first); //full="sharon" strcat(full, " "); //full="sharon " strcat(full, last); //full="sharon Stone" 程式 9-04: 串接輸入字串 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0904.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <cstring> // 插入字串標題檔 4. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 7. { 8. char first[80], last[80], full[160] = ""; 9. cout << " 請輸入英文名字 (first name):"; // 顯示訊息字串 10. cin.getline (first, 80, '\n'); // 取得名字字串 11. cout << " 請輸入英文姓氏 (last name) :"; // 顯示訊息字串 12. cin.getline (last, 80, '\n'); // 取得姓氏字串 13. strcat(full, first); // 附加名字字串 14. strcat(full, " "); // 附加空白字串 15. strcat(full, last); // 附加姓氏字串 16. cout << " 您的全名為 :" << full << endl; // 顯示全名字串 17. system("pause"); 18. return EXIT_SUCCESS; 19. } 程式輸出 : 粗體字表示鍵盤輸入 請輸入英文名字 (first name):sharon Enter 請輸入英文姓氏 (last name) :Stone Enter 您的全名為 :Sharon Stone 9-6

8 Chapter 9 字元與字串 9.2 C 型態字元函數 cctype 標題檔包含 C 型態的字元函數, 如大寫轉成小寫 (tolower) 與小寫轉成大寫 (toupper) 等函數 大寫轉換小寫 tolower #include <cctype> tolower ( 字元 ) tolower 函數將測試參數字元是否為大寫字母 (A~Z), 若是則將該字元轉換成小寫字母 (a~z) 後傳回 tolower 函數只將大寫轉換成小寫, 而不會影響數字 符號或其他字元 tolower 函數包含於 cctype 標題檔中, 所以使用前須先插入 cctype 檔 下面範例是將字串中的大寫字元轉換成小寫字元 以 strlen 函數取得 flexstr 字串長度, 並以此長度作為迴圈重複的次數, 在迴圈中每次讀取字串中的一個字元, 並利用 tolower 函數將該字元轉換成小寫字元 char flexstr[] = "Success is never ending. Failure is never final."; int len = strlen(flexstr); // 取得字串長度 for (int i = 0; i <= len; i++) // 轉成小寫迴圈 flexstr[i] = tolower(flexstr[i]); // 轉成小寫字元 小寫轉換大寫 toupper #include <cctype> toupper ( 字元 ) toupper 函數將測試參數字元是否為小寫字母 (a~z), 若是則將該字元轉換成大寫字母 (A~Z) 後傳回 toupper 函數只將小寫轉換成大寫, 而不會影響數字 符號或其他字元 toupper 函數包含於 cctype 標題檔中, 所以使用前須先插入 cctype 檔 9-7

9 C++ 全方位學習 下面範例是將字串中的小寫字元轉換成大寫字元 以 strlen 函數取得 flexstr 字串長度, 並以此長度作為迴圈重複的次數, 在迴圈中每次讀取字串中的一個字元, 並利用 toupper 函數將該字元轉換成大寫字元 char flexstr[] = "Success is never ending. Failure is never final."; int len = strlen(flexstr); // 取得字串長度 for (int i = 0; i <= len; i++) // 轉成小寫迴圈 flexstr[i] = toupper(flexstr[i]); // 轉成大寫字元 程式 9-05: 字串大小寫轉換 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0905.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <cstring> // 插入字串標題檔 4. #include <cctype> // 插入轉換字元檔 5. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 8. { 9. char flexstr[] = "Success is never ending. Failure is never final."; 10. cout << " 字串轉換前 :" << flexstr << endl; // 顯示轉換前字串 11. int len = strlen(flexstr); // 取得字串長度 for (int i = 0; i <= len; i++) // 轉成小寫迴圈 14. flexstr[i] = tolower(flexstr[i]); // 轉成小寫字元 15. cout << " 轉換小寫後 :" << flexstr << endl; // 顯示轉換後字串 for (int i = 0; i <= len; i++) // 轉成大寫迴圈 18. flexstr[i] = toupper(flexstr[i]); // 轉成大寫字元 19. cout << " 轉換大寫後 :" << flexstr << endl; // 顯示轉換後字串 20. system("pause"); 21. return EXIT_SUCCESS; 22. } 程式輸出 字串轉換前 :Success is never ending. Failure is never final. 轉換小寫後 :success is never ending. failure is never final. 轉換大寫後 :SUCCESS IS NEVER ENDING. FAILURE IS NEVER FINAL. 9-8

10 Chapter 9 字元與字串 9.3 字串與數值轉換函數 字串形式的數值 ( ) 是不能當做算數運算的資料, 所以 C++ 提供字串與數值間的轉換函數, 例如字串轉成浮點數 (atof) 字串轉成整數 (atoi) 字串轉成長整數(atol) 等函數, 以及整數轉成字串 (itoa) 的函數 轉成浮點數值 atof #include <cstdlib> atof ( 字串 ) atof 函數將字串參數轉換成浮點數值 atof 函數包含於 cstdlib 標題檔中, 所以使用前須先插入 cstdlib 檔 下面範例是將字串轉成浮點數值 利用 atof 函數將字串中的數值字元轉換成浮點數值 s = " E-25 "; x = atof( s ); x= e-22 // 定義字串 // 轉浮點數 轉成整數值 atoi #include <cstdlib> atoi ( 字串 ) atoi 函數將字串參數轉換成整數數值 atoi 函數包含於 cstdlib 標題檔中, 所以使用前須先插入 cstdlib 檔 下面範例是將字串轉成整數數值 利用 atoi 函數將字串中的數值字元轉換成整數數值 s = " 686 pigs "; // 定義字串 i = atoi( s ); // 轉換成短整數,i=

11 C++ 全方位學習 轉成長整數值 atol #include <cstdlib> atol ( 字串 ) atol 函數將字串參數轉換成 long 型態的長整數數值 atol 函數包含於 cstdlib 標題檔中, 所以使用前須先插入 cstdlib 檔 下面範例是將字串轉成長整數數值 以 atol 函數將字串中的數值字元轉換成 long 型態的長整數數值 s = " dollars"; l = atol( s ); // 定義字串 // 轉換成長整數,l=98686 程式 9-06: 字串轉換數值 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0906.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <iomanip> 4. #include <cstdlib> // 轉換數值標題檔 5. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 8. { 9. char *s; double x; int i; long l; 10. setiosflags(ios::fixed ios::right); // 設定輸出格式 11. cout << setw(7) << " 字串 \t" << setw(23) << " 數值 " << endl; s = " E-25 "; // 定義字串 14. x = atof( s ); // 轉換成浮點數 15. cout << setw(15) << s << "\t" << setw(15) << x << endl; s = " 686 pigs "; // 定義字串 18. i = atoi( s ); // 轉換成短整數 19. cout << setw(15) << s << "\t" << setw(15) << i << endl; s = " dollars"; // 定義字串 22. l = atol( s ); // 轉換成長整數 23. cout << setw(15) << s << "\t" << setw(15) << l << endl; 24. system("pause"); 25. return EXIT_SUCCESS; 26. } 9-10

12 Chapter 9 字元與字串 程式輸出 字串 數值 E e pigs dollars 整數轉成字串 itoa #include <cstdlib> itoa ( 整數數值, 字串變數, 數系基底 ) itoa 函數將整數參數轉換成字串後存入指定的字串變數中 整數數值是要被轉換的整數參數 字串變數是存放轉換後字串的字串變數 數系基底是整數數值的數字系統,8 代表八進位,10 表示十進位,16 表示十六進位 itoa 函數包含於 cstdlib 標題檔中, 所以使用前須先插入 cstdlib 檔 下面範例是將數值轉成轉成字串 分別以 itoa 函數將數值轉成八進位型態的字串, 並存入 intarray 字串中 以 itoa 函數將數值轉成十進位型態的字串, 並存入 intarray 字串中 以 itoa 函數將數值轉成十六進位型態的字串, 並存入 intarray 字串中 char intarray[10]; itoa(1234, intarray, 8); //1234 轉成字串 "2322" itoa(1234, intarray, 10); //1234 轉成字串 "1234" itoa(1234, intarray, 16); //1234 轉成字串 "4d2" 程式 9-07: 數值轉成八 十 十六進位字串 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0907.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <iomanip> 4. #include <cstdlib> // 轉換數值標題檔 5. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 9-11

13 C++ 全方位學習 8. { 9. char intarray[10]; itoa(1234, intarray, 8); //1234 轉成字串 "2322" 12. cout << "1234 轉成八進位型態字串 :\"" << intarray << "\"\n"; itoa(1234, intarray, 10); //1234 轉成字串 "1234" 15. cout << "1234 轉成十進位型態字串 :\"" << intarray << "\"\n"; itoa(1234, intarray, 16); //1234 轉成字串 "4d2" 18. cout << "1234 轉成十六進位型態字串 :\"" << intarray << "\"\n"; 19. system("pause"); 20. return EXIT_SUCCESS; 21. } 程式輸出 1234 轉成八進位型態字串 :"2322" 1234 轉成十進位型態字串 :"1234" 1234 轉成十六進位型態字串 :"4d2" 9.4 C++ 字串類別 C++ 字串類別是一個抽象的資料型態, 它不是 C++ 原本內建的資料型態, 如 int 或 char C++ 字串類別與字串類別函數是定義於 C++ 的新型標題檔中, 而 C 型態的字串標題檔 (cstring) 並沒有定義這些函數 所以使用這些函數以前, 必須插入 C++ 新型的標題檔 (string) 建立 C++ 字串 #include <string> string 物件名稱 ; string 物件名稱 ( 字串 ); string 物件名稱 = 字串 ; string 物件名稱 ( 字元, 長度 ); string 物件名稱 ( 字串物件 ); string 物件名稱 ( 字串物件, 起始, 長度 ); // 第一式 // 第二式 // 第三式 // 第四式 // 第五式 // 第六式 9-12

14 Chapter 9 字元與字串 string 是建立字串物件的關鍵字 在第一式中 string 僅建立物件並未給予物件初值, 在第二式與第三式中,string 不僅建立物件名稱並給予該物件初值, 第四式中物件的初值是重複的字元, 第五式是複製另一個字串物件的資料作為新字串物件的初值, 第六式擷取另一個字串物件的部分字串作為新字串物件的初值 string 函數定義於 <string> 標題檔中, 所以使用前必須插入 <string> 標題檔與加入 using namespace std; 敘述 下面範例是 C 型態字串 它們是使用 C 型態的指標或陣列定義字串, 第一式是定義並起始字串指標變數, 第二式則是定義並起始字串陣列變數 char *name = "JOHN"; char name[20] = "JOHN"; 下面範例是 C++ 型態字串 它們是使用 C++ 字串類別定義的字串, string s1; 只宣告字串物件 s1 並未起始字串資料,string s2("john ARCHER") 宣告並起始 s2 物件為 JOHN ARCHER,string s3 = "MARY ARCHER" 宣告並起始 s3 物件為 JOHN ARCHER, string s4("a", 4) 宣告並起始 s4 物件為 AAAA,string s5(s2) 宣告 s5 並指定 s5 等於 s2,string s6(s2, 0, 4) 宣告 s6 物件並指定 s6 等於 s2 物件的前 4 個字元 string s1; string s2("john ARCHER"); ARCHER" string s3 = "MARY ARCHER"; ARCHER" string s4("a", 4); string s5(s2); ARCHER" string s6(s2, 0, 4); // 宣告 s1 // 宣告 s2 = "JOHN // 宣告 s3 = "MARY // 宣告 s4 = "AAAA" // 宣告 s5 = "JOHN // 宣告 s6 = "JOHN" 程式 9-08: 建立並顯示字串 1. // 檔案名稱 :d:\c++09\c0908.cpp 2. #include <iostream> 3. #include <string> //C++ 型態 string 標題檔 4. using namespace std; int main(int argc, char *argv[]) 7. { 8. string s1("c++ string class"); // 宣告並起始 s1 9-13

15 C++ 全方位學習 9. string s2 = s1; 10. string s3(s1); 11. string s4(s1, 4, 12); 12. string s5(s1, 0, 3); 13. cout << "s1 = " << s1 << endl; // 輸出 s1 14. cout << "s2 = " << s2 << endl; // 輸出 s2 15. cout << "s3 = " << s3 << endl; // 輸出 s3 16. cout << "s4 = " << s4 << endl; // 輸出 s4 17. cout << "s5 = " << s5 << endl; // 輸出 s5 18. system("pause"); 19. return EXIT_SUCCESS; 20. } 程式輸出 s1 = c++ string class s2 = c++ string class s3 = c++ string class s4 = string class s5 = c 輸入 C++ 字串 #include <iostream> using namespace std; getline (cin, 字串物件 ) getline 是 C++ 型態的 iostream 新型標題檔的函數, 它可以讀取包含空白的字串 getline 函數包含於 iostream 新型標題檔中, 所以使用前必須先插入 iostream 檔 下面範例是使用 cin 讀取鍵盤輸入字串, 但 cin 視空白為分隔符號, 所以字串中空白以後的部份將被切除, 例如鍵盤輸入 Hello world! 而 cin 只能讀取 Hello 9-14

16 Chapter 9 字元與字串 9.5 習題 選擇題. 1. 是取得 C++ 型態字串長度的函數, 假設字串名稱為 s1 a) s1.strlen() b) s1.length() c) size(s1) d) max_size(s1) 2. 是 C 型態比較二字串的函數, 假設字串名稱為 s1 與 s2 a) s1.strcmp(s2) b) s1.compare(s2) c) strcmp(s1, s2) d) compare(s1, s2) 3. 是 C++ 型態比較二字串的函數, 假設字串名稱為 s1 與 s2 a) s1.strcmp(s2) b) s1.compare(s2) c) strcmp(s1, s2) d) compare(s1, s2) 4. 是 C 型態將 s2 字串附加到 s1 字串之後的函數 a) strcat(s1, s2) b) concat(s1, s2) c) append(s1, s2) d) insert(s1, s2) 5. 是 C++ 型態將 s2 字串附加到 s1 字串之後的函數 a) s1.strcat(s2) b) s1.concat(s2) c) s1.append(s2) d) s1.insert(s2) 6. 假設 C++ 字串 s1 = word, 是將 l 插入 s1 的第 3 個字元 的敘述 a) s1.insert( l, 3); b) s1.insert( l, 3); c) s1.insert(3, l ); d) s1.insert(3, l ); 9-29

17 C++ 全方位學習 7. 假設 C++ 字串 s1 = word, 是以 a 取代 s1 的第 1 個字 元的敘述 a) s1.replace(1, 1, a ); b) s1.replace( a, 1, 1); c) replace(s1, 1, a ); d) replace(s1, a, 1); 實作題. 1. 寫一個 C++ 程式, 將下列字串中的所有小寫英文字母轉換成大寫英文字母, 其餘中文與符號不變 "C++ 學習講堂的內容與程式適合任何 C++ 編譯器, 如 Visual C++ Borland C++ GNU C++ 等等 " 2. 寫一個 C++ 程式, 將下列字串中的所有大寫英文字母轉換成小寫英文字母, 其餘中文與符號不變 "C++ 學習講堂的內容與程式適合任何 C++ 編譯器, 如 Visual C++ Borland C++ GNU C++ 等等 " 3. 寫一個 C++ 程式, 計算字串中的英文單字個數 a) 在 main 函數中, 定義一個字串指標, 由鍵盤輸入一字串並存入指標位址, 然後呼叫並傳遞字串給 wordcount 函數, 最後輸出英文單字的個數 b) 定義一個 wordcount 函數, 接收呼叫敘述傳遞的字串指標參數, 然後計算並傳回字串中英文單字的個數 4. 寫一個 C++ 程式, 更改字串中的所有英文句子的第一個字元為大寫 a) 在 main 函數中, 定義一個字串指標, 由鍵盤輸入一字串並存入指標位址, 然後呼叫並傳遞字串給 capital 函數, 最後輸出更改後的字串 b) 定義一個 capital 函數, 接收呼叫敘述傳遞的字串指標參數, 然後將字串中的所有英文句子的第一個字元改為大寫 9-30