Strings
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- 笋知 鲍
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1 Strings Cheng-Chin Chiang
2 Strings Strings 一串儲存在連續記憶體之字元串 表示法 : 以雙引號圍起 This is a book, I love programming, 字串須有一結束字元 \0 (NULL) 在字串尾,NULL 在 C++ 內為一個內定常數值 H i t h e r e! \0
3 An Array Type of Strings Character Array ( 字元陣列 ) 沿用 C 語言的陣列型態, 陣列元素為字元, 因此常被稱為 C-String 例如 : char str[10]; // 一個可以放 10 個字元的陣列 char message[12]; // 一個可以放 12 個字元的陣列 char message[12]= Hi there! // 宣告和初始化一次完成 char mystring[ ]= abc // 利用初始化來決定陣列大小 (=4) char mystring[ ]={ a, b, c } // 和上例不一樣, 那裏不一樣? 宣告技巧 : H i t h e r e! \0 Char ArrayName[Maximum_C-String_Size+1];
4 An Array Type of Strings Character Array ( 字元陣列 ) 沿用 C 語言的陣列型態, 陣列元素為字元, 因此常被稱為 C-string 例如 : char str[10]; // 一個可以放 10 個字元的陣列 char message[12]; // 一個可以放 12 個字元的陣列 char message[12]= Hi there! // 宣告和初始化一次完成 H i t h e r e! \0 char mystring[ ]= abc // 利用初始化來決定陣列大小 (3 or 4?) char mystring[ ]={ a, b, c } // 和上例不一樣, 那裏不一樣? 宣告技巧 :
5 Pointers to Character Array 指標 (pointer) 經過動態記憶體配置 (dynamic memory allocation) 後, 也可儲存陣列資料, 所以也可以用來儲存一個字元陣列 例如 : char *s; // 需配置記憶體, 大小 = 字串最長長度 +1 s = new char[5]; char *str= ABCDE ; delete [] str; // 宣告 配置 初始化三工作一體成型
6 String Array 字元二維陣列 : char s[4][6]={ Black, White, Red, Green }; 佔用 24 Bytes B l a c k \0 1 W h i t e \0 2 R e d \0 3 G r e e n \0
7 String Array 指標陣列 : char *s[4]={ Black, White, Red, Green }; 佔用 22 Bytes char *s[ ]={ Black, White, Red, Green }; B l a c k \0 1 W h i t e \0 2 R e d \0 3 G r e e n \0
8 = and == with C-strings C-strings 特殊之處 無法直接指定 (assign) 或比較 (compare) char astring[10]; astring = "Hello"; // ILLEGAL! ( = 只能用在宣告的初始化!) 若要做指定, 必須呼叫字串函數 內建函數 ( 定義在標頭檔 <cstring>) cpy 意為拷貝 (copy) 拷貝時電腦不負責檢查陣列大小是否足夠! 程式設計師的責任 若要做比較, 必須呼叫字串函數 char astring[10] = "Hello"; char anotherstring[10] = "Goodbye"; astring == anotherstring; // NOT allowed! 回傳值 >0 cstringa>cstringb =0 cstringa==cstringb <0 cstringa<cstringb
9 C-string Functions: strlen() 取得字串長度 ( 不包含 NULL) char mystring[10] = "dobedo"; cout << strlen(mystring); 傳回 6
10 C-string Functions: strcat() 字串串接 char stringvar[20] = "The rain"; strcat(stringvar, "in Spain"); 結果 : stringvar 變成 The rainin Spain ( 記得要為 stringvar 備好足夠的記憶體空間 )
11 Other Predefined Functions in <cstring>
12 Other Predefined Functions in <cstring>
13 例題 :Using strcpy and strncpy 11 int main() 12 { 13 char x[] = "Happy Birthday to You"; // string length char y[ 25 ]; 15 char z[ 15 ]; strcpy( y, x ); // copy contents of x into y cout << "The string in array x is: " << x 20 << "\nthe string in array y is: " << y << '\n'; // copy first 14 characters of x into z 23 strncpy( z, x, 14 ); // does not copy null character 24 z[ 14 ] = '\0'; // append '\0' to z's contents cout << "The string in array z is: " << z << endl; 27 return 0; // indicates successful termination 28 } // end main The string in array x is: Happy Birthday to You The string in array y is: Happy Birthday to You The string in array z is: Happy Birthday
14 例題 :Concatenating Strings with strcat and strncat 11 int main() 12 { 13 char s1[ 20 ] = "Happy "; // length 6 14 char s2[] = "New Year "; // length 9 15 char s3[ 40 ] = ""; cout << "s1 = " << s1 << "\ns2 = " << s2; 19 strcat( s1, s2 ); // concatenate s2 to s1 (length 15) 21 cout << "\n\nafter strcat(s1, s2):\ns1 = " << s1 << "\ns2 = " << s2; 23 // concatenate first 6 characters of s1 to s3 24 strncat( s3, s1, 6 ); // places '\0' after last character cout << "\n\nafter strncat(s3, s1, 6):\ns1 = " << s1 27 << "\ns3 = " << s3; strcat( s3, s1 ); // concatenate s1 to s3 30 cout << "\n\nafter strcat(s3, s1):\ns1 = " << s1 31 << "\ns3 = " << s3 << endl; 32 return 0; // indicates successful termination 33 } // end main
15 例題 :Concatenating Strings with strcat and strncat s1 = Happy s2 = New Year After strcat(s1, s2): s1 = Happy New Year s2 = New Year After strncat(s3, s1, 6): s1 = Happy New Year s3 = Happy After strcat(s3, s1): s1 = Happy New Year s3 = Happy Happy New Year
16 例題 :Comparing Strings with strcmp and strncmp 14 int main() 15 { 16 char *s1 = "Happy New Year"; 17 char *s2 = "Happy New Year"; 18 char *s3 = "Happy Holidays"; cout << "s1 = " << s1 << "\ns2 = " << s2 << "\ns3 = " << s3 21 << "\n\nstrcmp(s1, s2) = " << setw( 2 ) << strcmp( s1, s2 ) 22 << "\nstrcmp(s1, s3) = " << setw( 2 ) << strcmp( s1, s3 ) 23 << "\nstrcmp(s3, s1) = " << setw( 2 ) << strcmp( s3, s1 ); cout << "\n\nstrncmp(s1, s3, 6) = " << setw( 2 ) 26 << strncmp( s1, s3, 6 ) << "\nstrncmp(s1, s3, 7) = " << setw( 2 ) 27 << strncmp( s1, s3, 7 ) << "\nstrncmp(s3, s1, 7) = " << setw( 2 ) 28 << strncmp( s3, s1, 7 ) << endl; 29 return 0; // indicates successful termination 30 } // end main
17 例題 :Comparing Strings with strcmp and strncmp s1 = Happy New Year s2 = Happy New Year s3 = Happy Holidays strcmp(s1, s2) = 0 strcmp(s1, s3) = 1 strcmp(s3, s1) = -1 strncmp(s1, s3, 6) = 0 strncmp(s1, s3, 7) = 1 strncmp(s3, s1, 7) = -1
18 例題 :Tokenizing a String with strtok 10 int main() 11 { 12 char sentence[] = "This is a sentence with 7 tokens"; 13 char *tokenptr; cout << "The string to be tokenized is:\n" << sentence 16 << "\n\nthe tokens are:\n\n"; // begin tokenization of sentence 19 tokenptr = strtok( sentence, " " ); // continue tokenizing sentence until tokenptr becomes NULL 22 while ( tokenptr!= NULL ) 23 { 24 cout << tokenptr << '\n'; 25 tokenptr = strtok( NULL, " " ); // get next token 26 } // end while 28 cout << "\nafter strtok, sentence = " << sentence << endl; 29 return 0; // indicates successful termination 30 } // end main
19 例題 : Tokenizing a String with strtok The string to be tokenized is: This is a sentence with 7 tokens The tokens are: This is a sentence with 7 tokens After strtok, sentence = This
20 C-string Arguments and Parameters 因為 c-string parameter 是陣列 C-strings 事宜 call by reference 的方式傳遞 其值可被呼叫函數的內部指令改變 如果想避免被修改, 可以 const 宣告函數引數 一般陣列需要把元素個數當作參數傳遞,C-strings 可有彈性 傳遞元素個素 不傳遞, 找出結束字元即可算出元素個數
21 Input/Output of Character Arrays 除了可用陣列方式搭配迴圈逐一元素輸出入 ( 勿忘加上結束字元 ) 外, 也可使用簡易輸出入 例如 : char st[5]; for (n=0;n<5;n++) { cout << st[n]; cin>>st[n]; } char str[10]= My god! ; char message[12]; cout << str; cin >> message; 使用字元陣列儲存字串時切勿覆蓋掉結束字元
22 String/Numeric Conversion Functions 須 #include <cstdlib> FUNCTION PARAMETER ACTION atoi C-string converts C-string to an int value, returns the value atol C-string converts C-string to a long value, returns the value atof C-string converts C-string to a double value, returns the value itoa int,c-string, int converts 1 st int parameter to a C-string, stores it in 2 nd parameter. 3 rd parameter is base of converted value
23 String/Numeric Conversion Functions int inum; long lnum; double dnum; char intchar[10]; inum = atoi("1234"); // puts 1234 in inum lnum = atol("5678"); // puts 5678 in lnum dnum = atof("35.7"); // puts 35.7 in dnum itoa(inum, intchar, 8); // puts the string // "2322" (base 8 for ) in intchar
24 String/Numeric Conversion Functions - Notes 如果 C-string 中含有非數字字元, 回傳結果就變成未定義 可能狀況一 : 以非數字字元前的數字字元作為回傳結果 可能狀況二 : 回傳 0 itoa 函數不做陣列長度檢查, 請自備足夠的長度空間來儲存回傳的字串
25 Output of C-strings cout 之直接輸出 : 字串之輸出 cout << message; cout.put() 之輸出 : 單一字元之輸出 cout.put(message[5]); cout.write() 之輸出 : 功用為輸出字串前 n 個字元, 並不因碰到字串之結束字元 \0 而結束 cout.write(message, 21);
26 Input of C-strings cin 之直接輸入 cin.getline() 之輸入 : 整行輸入或限定字數輸入 cin.get() 之輸入 : 逐字輸入或限定字數輸入
27 Direct C-string Input 使用 extraction operator >> 注意事項 Tab, space, line breaks 會被跳過 輸入讀取多個變數時會以空白和跳行作為分隔 字串變數須事先備好足夠的記憶體空間 (C++ 不會警告陣列長度不夠 ) char a[80], b[80]; cout << "Enter input: "; cin >> a >> b; cout << a << b << "END OF OUTPUT\n"; 結果 : Enter input: Do be do to you! DobeEND OF OUTPUT
28 C-string Input with getline() cin.getline() 讀資料時只有在輸入字串後遇到 Enter 鍵 ( \n ) 後才取得資料交給字串變數, 並捨去 \n 後在字串尾加上 \0 cin.getline(str,num_of_char); 如要以 getline 來輸入 20 個字元之字串 ( 第 21 個字元為結束字元 ), 就用 cin.getline(str,21); 此敘述會將整行字串放入 name 內, 但輸入字元需小於 20 如果在 20 各字元內遇到 \n, 則停止讀取 \n 的後續字元
29 C-string Input with get() cin.get() : int get(); // 讀取下一字元, 傳回整數型態 istream & get(char&); 讀取單一字元放入參數內 get() 可用來讀取 space, \n 等特殊字元 char c1, c2, c3, c4; cin.get(c1); cin.get(c2); cin.get(c3); cin.get(c4); cout<<c1<<c2<<c3; 結果 : istream & get(char*, int len, char = \n ); 讀取 (len-1) 個字元, 當中時若碰到輸入鍵 ( \n ) 就結束 ( \n 還留在 input stream 中 ) AB CD AB C
30 例題 : 以 get() 檢查輸入行的結束 cout << Enter a line of input:\n ; char symbol; do { cin.get(symbol); cout <<symbol; } while (symbol!= n ); cout << That s all.\n ;
31 例題 : 以 get() 參數輸入後輸出 #include <iostream> using namespace std; const int SIZE=21; int main( ){ int age; char sport[size]; cout << 輸入年齡 :"; cin<<age; cout <<" 喜好運動名 :"; cin.get(sport,size); cout << \n << age << 歲的你, 喜歡 輸入年齡 :18 喜好運動名 : 18 歲的你, 喜歡我也很喜歡 <<sport<<, 我也很喜歡 \n"; return 0; } Why 運動名 sport 無法輸入? 原因乃在讀取年齡後輸入鍵 (Enter)( \n ) 保留在 input stream 內, 因此下一輸入 cin.get(sport,20) 就讀到 \n ( 別忘了 get() 不會跳過 \n 和空格 ), 所以造成 sport 得到一 NULL 字元而已
32 解決 cin.get() 讀取資料時留住 \n 在輸入緩衝區之困擾 利用第一種格式無參數之 cin.get(); 在接下來讀取 \n, 因無參數之 get() 之功能乃讀取下一字元, 讓輸入緩衝區空無一物後, 下一輸入才能正常運作, 即 : cin.get(name,size); // 讀取 Bill Gates cin.get(); // 讀取 \n 或將上述兩列合併如下 : cin.get(name,size).get();
33 例題 : 數字輸入與 getline() 輸入 #include <iostream> //cout using namespace std; const int SIZE=21; int main( ){ char *sentence; short n; cout <<" 字串長度 ="; cin >> n; sentence = new char[n-1];// 配置記憶體 cout <<" 輸入字串 = ; cin.getline(sentence,n); cout <<" 輸入字串為 "<<sentence<<endl; delete sentence; // 釋放記憶體 return 0; } 字串長度 =30 輸入字串 = 輸入字串為 為何無法輸入字串呢?sentence= \0
34 More Member Functions putback() 退回上一個讀取字元到 input stream 中 ( 下次讀取會讀到此退回字元 ) cin.putback(lastchar); peek() 傳回下個字元, 但仍然讓該字元留在 input stream 中 peekchar = cin.peek(); ignore() 最多跳過指定個數的字元, 直到特定字元出現 cin.ignore(1000, \n ); Skips at most 1000 characters until \n
35 例題 : 輸入數字和文字的判斷 ( 版本一 ) cout << "Enter a number or a word: "; c = cin.get(); if ( (c >= '0') && (c <= '9') ) { cin.putback (c); cin >> n; cout << "You have entered number " << n << endl; } else { cin.putback (c); cin >> str; cout << " You have entered word " << str << endl; }
36 例題 : 輸入數字和文字的判斷 ( 版本二 ) cout << "Enter a number or a word: "; c=cin.peek(); if ( (c >= '0') && (c <= '9') ) { cin >> n; cout << "You have entered number " << n << endl; } else { cin >> str; cout << " You have entered word " << str << endl; }
37 String Manipulation Functions 須先 #include <cctype>
38 String Manipulation Functions 須先 #include <cctype>
39 String Manipulation Functions 須先 #include <cctype>
40 Standard Class string C++ 內建的字串物件類別 須 #include <string> 須 using namespace std; 可以視同一般的基本型態 ( 如 int, float, double, char 等 ) 使用 可以指定 (assign) 比較 (compare) 串接 (concatenation) : string s1, s2, s3; s3 = s1 + s2; //Concatenation If (s1==s2) s3 = "Hello Mom! ; //Assignment
41 例題 :string 的使用
42 I/O with Class string 與其他基本型態相同 string s1, s2; cin >> s1; cin >> s2; 結果 : User types in: May the hair on your toes grow long and curly s1 receives value "May" s2 receives value "the"
43 getline() with Class string 一個全域性函數, 輸入完畢後回傳一個 cin 物件的 reference 與 cin 的 getline() 使用相同 結果 : string line; cout << "Enter a line of input: "; getline(cin, line); cout << line << "END OF OUTPUT"; Enter a line of input: Do be do to you! Do be do to you!end OF INPUT
44 Other getline() Versions 可以指定分隔符號 string line; cout << "Enter input: "; getline(cin, line, "?"); 讀取輸入字元直到? 出現 getline() 函數回傳一個 cin 的 reference string s1, s2; getline(cin, s1) >> s2; 相當于 : (cin) >> s2;
45 Class string Processing 具備 c-strings 所有運算, 且還更多函數 ( 超過 100 個 )
46 Class string Processing
47 C-string and string Object Conversions 自動轉換 c-string 到 string object: char acstring[ ] = My C-string ; string stringvar; stringvar = acstring; // OK 不允許從 string 到 c-string acstring = stringvar; 必須使用 strcopy 進行 copy 運算 strcpy(acstring, stringvar.c_str());
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