Другие элементы меню 10 страница

char[] c4 = new char[size];

Отметьте синтаксически корректные операторы, приводящие к ошибке на этапе выполнения:

q c0= s.ToCharArray();

q c1=c0;

q Array.Copy(c0,c2,size);

q c0.CopyTo(c3,0);

q for(int i =0; i<size; i++)

q c4[i] = c0[i];

q c1[7]='P';

Вариант 3

35. Отметьте правильные объявления:

q char[] e = new char[4]{'a','b','c','d'};

q int m = 4; char[] f = new Char[m];

q int n = 4; char[] g = new char[n]{'a','b','c','d'};

q char f;

36. Отметьте истинные высказывания:

q типы char и string относятся к ссылочным типам;

q тип char* можно объявлять только в небезопасных блоках и при условии, что проект скомпилирован с опцией unsafe;

q если проект скомпилирован с опцией unsafe, то тип char* можно объявлять в любом блоке;

q переменной типа string можно присвоить константу типа char;

q существует метод в классе string, преобразующий строку в массив символов.

37. Выберите правильные варианты ответа:

Класс char[] имеет следующие методы и свойства:

q ToString;

q Copy;

q CopyTo;

q GetType;

q Value;

q GetSymbol.

Лекция 14. Строки C#. Классы String и StringBuilder

Строки C#. Класс String. Изменяемые и неизменяемые строковые классы. Классы Net Framework, расширяющие строковый тип. Класс StringBuilder.

Ключевые слова: класс string; @-константы; неизменяемый (immutable) класс; метод Format; формат; динамический метод Split; статический метод Join; строковый класс StringBuilder; емкость объекта.

Класс String

В предыдущей лекции мы говорили о символьном типе char и строках постоянной длины, задаваемых массивом символов. Основным типом при работе со строками является тип string, задающий строки переменной длины. Класс string в языке C# относится к ссылочным типам. Над строками – объектами этого класса определен широкий набор операций, соответствующий современному представлению о том, как должен быть устроен строковый тип.

Объявление строк. Конструкторы класса string

Объекты класса string объявляются, как и все прочие объекты простых типов – с явной или отложенной инициализацией, с явным или неявным вызовом конструктора класса. Чаще всего, при объявлении строковой переменной конструктор явно не вызывается, а инициализация задается строковой константой. Но у класса string достаточно много конструкторов. Эти конструкторы позволяют сконструировать строку из:

· символа, повторенного заданное число раз,

· массива символов char[],

· части массива символов.

Некоторым конструкторам в качестве параметра инициализации можно передать строку, заданную типом char*. Но все это небезопасно, и подобные примеры приводиться и обсуждаться не будут. Приведу примеры объявления строк с вызовом разных конструкторов:

public void TestDeclStrings()

{

//конструкторы

string world = "Мир";

//string s1 = new string("s1");

//string s2 = new string();

string sssss = new string ('s',5);

char [] yes = "Yes".ToCharArray();

string stryes = new string (yes);

string strye = new string (yes,0,2);

Console.WriteLine("world = {0}; sssss={1}; stryes={2};"+

" strye= {3}", world, sssss, stryes, strye);

}

Объект world создан без явного вызова конструктора, а объекты sssss, stryes, strye созданы разными конструкторами класса string. Заметьте, не допускается явный вызов конструктора по умолчанию – конструктора без параметров. Нет также конструктора, которому в качестве аргумента можно передать обычную строковую константу. Соответствующие операторы в тексте закомментированы.

Операции над строками

Над строками определены следующие операции:

· присваивание (=),

· две операции проверки эквивалентности (= =) и (!=),

· конкатенация или сцепление строк (+),

· взятие индекса ([]).

Начну с присваивания, имеющего важную особенность. Поскольку string это ссылочный тип, то в результате присваивания создается ссылка на константную строку, хранимую в «куче». С одной и той же строковой константой в куче может быть связано несколько переменных строкового типа. Но эти переменные не являются синонимами – разными именами одного и того же объекта. Дело в том, что строковые константы в куче не изменяются (о неизменяемости строкового типа будем далее говорить подробно), поэтому, когда одна из переменных получает новое значение, она связывается с новым константным объектом в куче, остальные переменные сохраняют свои связи. Для программиста это означает, что семантика присваивания строк аналогична семантике значимого присваивания.

В отличие от других ссылочных типов операции, проверяющие эквивалентность, сравнивают значения строк, а не ссылки. Эти операции выполняются как над значимыми типами.

Бинарная операция “+” сцепляет две строки, приписывая вторую строку к хвосту первой.

Возможность взятия индекса при работе со строками отражает тот приятный факт, что строку можно рассматривать как массив и получать без труда каждый ее символ. Каждый символ строки имеет тип char, он доступен только для чтения, но не для записи.

Вот пример, в котором над строками выполняются данные операции:

public void TestOpers()

{

//операции над строками

string s1 ="ABC", s2 ="CDE";

string s3 = s1+s2;

bool b1 = (s1==s2);

char ch1 = s1[0], ch2=s2[0];

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}," +

"ch1={3}, ch2={4}", s1,s2,b1,ch1,ch2);

s2 = s1;

b1 = (s1!=s2);

ch2 = s2[0];

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}," +

"ch1={3}, ch2={4}", s1,s2,b1,ch1,ch2);

//Неизменяемые значения

s1= "Zenon";

//s1[0]='L';

}

Строковые константы

Без констант не обойтись. В C# существуют два вида строковых констант:

· обычные константы, представляющие строку символов, заключенную в кавычки;

· @-константы, заданные обычной константой c предшествующим знаком @.

В обычных константах некоторые символы интерпретируются особым образом. Связано это, прежде всего, с тем, что необходимо уметь задавать в строке непечатаемые символы, такие как, например, символ табуляции. Возникает необходимость задавать символы их кодом – в виде escape-последовательностей. Для всех этих целей используется комбинация символов, начинающаяся символом “\” – обратная косая. Так пары символов: “\n”, “\t”, “\\”, “\”” задают соответственно символ перехода на новую строку, символ табуляции, сам символ обратной косой, символ кавычки, вставляемый в строку, но не сигнализирующий о ее окончании. Комбинация “\xNNNN” задает символ, определяемый шестнадцатеричным кодом NNNN. Хотя такое решение возникающих проблем совершенно естественно, иногда возникают неудобства, например, при задании констант, определяющих путь к файлу, приходится каждый раз удваивать символ обратной косой. Это одна из причин по которой появились @-константы.

В @-константах все символы трактуются в полном соответствии с их изображением. Поэтому путь к файлу лучше задавать @-константой. Единственная проблема в таких константах, как задать символ кавычки, чтобы он не воспринимался как конец самой константы. Решением является удвоение символа. Вот соответствующие примеры:

//Два вида констант

s1= "\x50";

s2=@"\x50""";

b1= (s1==s2);

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}",

s1,s2,b1);

s1 = "c:\\c#book\\ch5\\chapter5.doc";

s2 = @"c:\c#book\ch5\chapter5.doc";

b1= (s1==s2);

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}",

s1,s2,b1);

s1= "\"A\"";

s2=@"""A""";

b1= (s1==s2);

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}",

s1,s2,b1);

Взгляните на результаты работы приведенных фрагментов кода, полученные при вызове процедур TestDeclStrings и TestOpers:

Рис. 14.1. Объявления, константы и операции над объектами string

Неизменяемый класс string

В языке C# существует понятие неизменяемый (immutable) класс. Для такого класса невозможно изменить значение объекта при вызове его методов. Динамические методы могут создавать новый объект, но не могут изменить значение существующего объекта.

К таким неизменяемым классам относится и класс string. Ни один из методов этого класса не меняет значения существующих объектов. Конечно, некоторые из методов создают новые значения и возвращают в качестве результата новые строки. Невозможность изменять значения строк касается не только методов. Аналогично, при работе со строкой как с массивом разрешено только чтение отдельных символов, но не их замена. Оператор присваивания из нашего последнего примера, в котором делается попытка изменить первый символ строки, не допустим, а потому закомментирован:

//Неизменяемые значения

s1= "Zenon"; ch1 = s1[0];

//s1[0]='L';

Статические свойства и методы класса string

Таблица 14-1. Статические методы и свойства класса string

Метод	Описание
Empty	Возвращается пустая строка. Свойство со статусом read only.
Compare	Сравнение двух строк. Метод перегружен. Реализации метода позволяют сравнивать как строки, так и подстроки. При этом можно учитывать или не учитывать регистр, особенности национального форматирования дат, чисел и т.д.
CompareOrdinal	Сравнение двух строк. Метод перегружен. Реализации метода позволяют сравнивать как строки, так и подстроки. Сравниваются коды символов.
Concat	Конкатенация строк. Метод перегружен, допускает сцепление произвольного числа строк.
Copy	Создается копия строки.
Format	Выполняет форматирование в соответствии с заданными спецификациями формата. Ниже приведено более полное описание метода.
Intern, IsIntern	Ищется и возвращается ссылка на строку, если таковая уже хранится во внутреннем пуле данных. Если же строки нет, то первый из методов добавляет строку во внутренний пул, второй – возвращает null. Методы применяются обычно тогда, когда строка создается с использованием построителя строк – класса StringBuilder.
Join	Конкатенация массива строк в единую строку. При конкатенации между элементами массива вставляются разделители. Операция, заданная методом Join, является обратной к операции, заданной методом Split. Последний является динамическим методом и, используя разделители, осуществляет разделение строки на элементы.

Метод Format

Метод Format в наших примерах встречался многократно. Всякий раз, когда выполнялся вывод результатов на консоль, неявно вызывался и метод Format. Рассмотрим оператор печати:

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}", s1,s2);

Здесь строка, задающая первый аргумент метода, помимо обычных символов содержит форматы, заключенные в фигурные скобки. В данном примере используется простейший вид формата, определяющий объект, который должен быть подставлен в то место строки, которое занято данным форматом. Помимо неявных вызовов часто возникает необходимость явного форматирования строки.

Давайте рассмотрим общий синтаксис как самого метода Format, так и используемых в нем форматов. Метод Format, как и большинство методов, является перегруженным и может вызываться с разным числом параметров. Первый необязательный параметр метода задает провайдера, определяющего национальные особенности, используемые в процессе форматирования. В качестве такого параметра должен быть задан объект, реализующий интерфейс System.IFormatProvider. Если этот параметр не задан, то используется культура, заданная по умолчанию. Вот примеры двух реализаций этого метода:

public static string Format(string, object);

public static string Format(IFormatProvider, string, params object[]);

Параметр типа string задает форматируемую строку. Эта строка содержит один или несколько форматов, распознаваемых за счет фигурных скобок, окружающих формат. Число форматов, вставленных в строку, определяет и число объектов, передаваемых при вызове метода Format. Каждый формат, определяет форматирование объекта, на который он ссылается и который, после преобразования его в строку, будет подставлен в результирующую строку вместо формата. Метод Format в качестве результата возвращает переданную ему строку, в которой все спецификации формата заменены строками, полученными в результате форматирования объектов.

Общий синтаксис, специфицирующий формат, таков:

{N [,M [:<коды_форматирования>]]}

Обязательный параметр N задает индекс объекта, заменяющего формат. Можно считать, что методу всегда передается массив объектов, даже если фактически передан один объект. Индексация объектов начинается с нуля, как это принято в массивах. Второй параметр M, если он задан, определяет минимальную ширину поля, отводимую строке, вставляемой вместо формата. Третий необязательный параметр задает коды форматирования, указывающие, как следует форматировать объект. Например, код C (currency) говорит о том, что параметр должен форматироваться как валюта с учетом национальных особенностей представления. Код P (percent) задает форматирование в виде процентов с точностью до сотой доли.

Все становится ясным, когда появляются соответствующие примеры. Вот они:

public void TestFormat()

{

//метод Format

int x=77;

string s= string. Format("x={0}",x);

Console.WriteLine(s + "\tx={0}",x);

s= string. Format("Итого:{0,10} рублей",x);

Console.WriteLine(s);

s= string. Format("Итого:{0,6:######} рублей",x);

Console.WriteLine(s);

s= string. Format("Итого:{0:P} ",0.77);

Console.WriteLine(s);

s= string. Format("Итого:{0,4:C} ",77.77);

Console.WriteLine(s);

//Национальные особенности

System.Globalization.CultureInfo ci =

new System.Globalization.CultureInfo("en-US");

s= string. Format(ci,"Итого:{0,4:C} ",77.77);

Console.WriteLine(s);

}// TestFormat

Приведу некоторые комментарии к этой процедуре. Вначале демонстрируется, что явный и неявный вызов метода Format дают один и тот же результат. В дальнейших примерах показано использование различных спецификаций формата с разным числом параметров и разными кодами форматирования. В частности показан вывод процентов и валют. В последнем примере с валютами демонстрируется задание провайдера национальных особенностей. С этой целью создается объект класса CultureInfo, инициализированный так, чтобы он задавал особенности форматирования, принятые в США. Заметьте, класс CultureInfo наследует интерфейс IFormatProvider. Российские национальные особенности форматирования установлены по умолчанию. При необходимости их можно установить таким же образом, как это сделано для США, задав соответственно константу “ru-RU”. Результаты работы метода показаны на рис. 14.2:

Рис. 14.2. Результаты работы метода Format

Методы Join и Split

Методы Join и Split выполняют над строкой текста взаимно обратные преобразования. Динамический метод Split позволяет осуществить разбор текста на элементы. Статический метод Join выполняет обратную операцию, собирая строку из элементов.

Заданный строкой текст, зачастую, представляет собой совокупность структурированных элементов – абзацев, предложений, слов, скобочных выражений и т.д. При работе с таким текстом необходимо разделить его на элементы, пользуясь тем, что есть специальные разделители элементов, – это могут быть пробелы, скобки, знаки препинания. Практически подобные задачи возникают постоянно при работе со структурированными текстами. Методы Split и Join облегчают решение подобных задач.

Динамический метод Split, как обычно перегружен. Наиболее часто используемая реализация имеет следующий синтаксис:

public string[] Split(params char[])

На вход методу Split передается один или несколько символов, интерпретируемых, как разделители. Объект string, вызвавший метод, разделяется на подстроки, ограниченные этими разделителями. Из этих подстрок создается массив, возвращаемый в качестве результата метода. Другая реализация метода позволяет ограничить число элементов возвращаемого массива.

Синтаксис статического метода Join таков:

public static string Join(string delimiters, string[] items)

В качестве результата метод возвращает строку, полученную конкатенацией элементов массива items, между которыми вставляется строка разделителей delimiters. Как правило, строка delimiters состоит из одного символа, который и разделяет в результирующей строке элементы массива items, но в отдельных случаях ограничителем может быть строка из нескольких символов.

Рассмотрим примеры на применение этих методов. В первом из них строка представляет сложноподчиненное предложение, которое разбивается на простые предложения. Во втором предложение разделяется на слова. Затем производится обратная сборка разобранного текста. Вот код соответствующей процедуры:

public void TestSplitAndJoin()

{

string txt = "А это пшеница, которая в темном чулане хранится," +

" в доме, который построил Джек!";

Console.WriteLine("txt={0}", txt);

Console.WriteLine("Разделение текста на простые предложения:");

string [] SimpleSentences, Words;

//размерность массивов SimpleSentences и Words устанавливается

// автоматически в соответствии с размерностью массива,

//возвращаемого методом Split

SimpleSentences = txt.Split(',');

for (int i=0;i< SimpleSentences.Length; i++)

Console.WriteLine("SimpleSentences[{0}]= {1}",

i, SimpleSentences[i]);

string txtjoin = string. Join(",",SimpleSentences);

Console.WriteLine("txtjoin={0}", txtjoin);

Words = txt.Split(',', ' ');

for (int i=0;i< Words.Length; i++)

Console.WriteLine("Words[{0}]= {1}",i, Words[i]);

txtjoin = string. Join(" ",Words);

Console.WriteLine("txtjoin={0}", txtjoin);

}// TestSplitAndJoin

Взгляните на результаты выполнения этой процедуры:

Рис. 14.3. Разбор и сборка строки текста

Обратите внимание, методы Split и Join хорошо работают, когда при разборе используется только один разделитель. В этом случае сборка действительно является обратной операцией и позволяет восстановить исходную строку. Если же при разборе задается некоторое множество разделителей, то возникают две проблемы:

· невозможно при сборке восстановить строку в прежнем виде, поскольку не сохраняется информация о том, какой из разделителей был использован при разборе строки. Поэтому при сборке между элементами вставляется один разделитель, возможно, состоящий из нескольких символов.

· При разборе двух подряд идущих разделителей предполагается, что между ними находится пустое слово. Обратите внимание, в тексте нашего примера, как и положено, после запятой следует пробел. При разборе текста на слова в качестве разделителей указаны символы пробела и запятой. По этой причине в массиве слов, полученном в результате разбора, имеются пустые слова.

Если при разборе предложения на слова, использовать в качестве разделителя только пробел, то пустые слова не появятся, но запятая будет являться частью некоторых слов.

Как всегда, есть несколько способов справиться с проблемой. Один из них состоит в том, чтобы написать собственную реализацию этих функций, другой – в корректировке полученных результатов, третий – в использовании более мощного аппарата регулярных выражений, о котором поговорим чуть позже.

Динамические методы класса string

Операции, разрешенные над строками в C#, разнообразны. Методы этого класса позволяют выполнять вставку, удаление, замену, поиск вхождения подстроки в строку. Класс string наследует методы класса object, частично их переопределяя. Класс string наследует и, следовательно, реализует методы четырех интерфейсов: ICompareable, ICloneable, IConvertible, IEnumerable. Три из них уже рассматривались при описании классов-массивов.

Рассмотрим наиболее характерные методы при работе со строками.

Таблица 14-2. Динамические методы и свойства класса string

Метод	Описание
Insert	Вставляет подстроку в заданную позицию.
Remove	Удаляет подстроку в заданной позиции.
Replace	Заменяет подстроку в заданной позиции на новую подстроку.
Substring	Выделяет подстроку в заданной позиции.
IndexOf, IndexOfAny, LastIndexOf, LastIndexOfAny	Определяются индексы первого и последнего вхождения заданной подстроки или любого символа из заданного набора
StartsWith, EndsWith	Возвращается true или false в зависимости от того, начинается или заканчивается строка заданной подстрокой.
PadLeft, PadRight	Выполняет набивку нужным числом пробелов в начале и в конце строки.
Trim, TrimStart, TrimEnd	Обратные операции к методам Pad. Удаляются пробелы в начале и в конце строки, или только с одного ее конца.
ToCharArray	Преобразование строки в массив символов.

Сводка методов, приведенная в таблице, дает достаточно полную картину тех широких возможностей, имеющихся при работе со строками в C#. Следует помнить, что класс string является неизменяемым. Поэтому Replace, Insert и другие методы являются функциями, возвращающими новую строку в качестве результата, не изменяя строку, вызвавшую метод.

Класс StringBuilder – построитель строк

Класс string не разрешает изменять существующие объекты. Строковый класс StringBuilder позволяет компенсировать этот недостаток. Этот класс принадлежит к изменяемым классам и его можно найти в пространстве имен System.Text. Рассмотрим класс StringBuilder подробнее.

Объявление строк. Конструкторы класса StringBuilder

Объекты этого класса объявляются с явным вызовом конструктора класса. Поскольку специальных констант этого типа не существует, то вызов конструктора для инициализации объекта просто необходим. Конструктор класса перегружен, и наряду с конструктором без параметров, создающим пустую строку, имеется набор конструкторов, которым можно передать две группы параметров. Первая группа позволяет задать строку или подстроку, значением которой будет инициализироваться создаваемый объект класса StringBuilder. Вторая группа параметров позволяет задать емкость объекта – объем памяти, отводимой данному экземпляру класса StringBuilder. Каждая из этих групп параметров не является обязательной и может быть опущена. Примером является конструктор без параметров, который создает объект, инициализированный пустой строкой, и с некоторой емкостью заданной по умолчанию, значение которой зависит от реализации. Приведу в качестве примера синтаксис трех конструкторов:

· public StringBuilder(string str, int cap); Параметр str задает строку инициализации, cap – емкость объекта.

· public StringBuilder(int curcap, int maxcap); Параметры curcap и maxcap задают начальную и максимальную емкость объекта.

· public StringBuilder(string str, int start, int len, int cap); Параметры str, start, len задают строку инициализации, cap – емкость объекта.

Операции над строками

Над строками этого класса определены практически те же операции с той же семантикой, что и над строками класса string:

· присваивание (=);

· две операции проверки эквивалентности (= =) и (!=);

· взятие индекса ([]).

Операция конкатенации (+) не определена над строками класса StringBuilder, ее роль играет метод Append, приписывающий новую строку в хвост уже существующей.

Со строкой этого класса можно работать как с массивом, но в отличие от класса string здесь уже все делается как надо, – допускается не только чтение отдельного символа, но и его изменение. Рассмотрим с небольшими модификациями наш старый пример:

public void TestStringBuilder()

{

//Строки класса StringBuilder

//операции над строками

StringBuilder s1 = new StringBuilder("ABC"),

s2 = new StringBuilder("CDE");

StringBuilder s3 = new StringBuilder();

//s3= s1+s2;

s3= s1.Append(s2);

bool b1 = (s1==s3);

char ch1 = s1[0], ch2=s2[0];

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}," +

"ch1={3}, ch2={4}", s1,s2,b1,ch1,ch2);

s2 = s1;

b1 = (s1!=s2);

ch2 = s2[0];

Console.WriteLine("s1={0}, s2={1}, b1={2}," +

"ch1={3}, ch2={4}", s1,s2,b1,ch1,ch2);

StringBuilder s = new StringBuilder("Zenon");

s[0]='L';

Console.WriteLine(s);

}// TestStringBuilder

Этот пример демонстрирует возможность выполнения над строками класса StringBuilder тех же операций, что и над строками класса string. В результате присваивания создается дополнительная ссылка на объект, операции проверки на эквивалентность работают со значениями строк, а не со ссылками на них. Конкатенацию можно заменить вызовом метода Append. Появляется новая возможность – изменять отдельные символы строки.

Для того чтобы имя класса StringBuilder стало доступным, в проект добавлено предложение using System.Text, ссылающееся на соответствующее пространство имен.

Основные методы

У класса StringBuilder методов значительно меньше, чем у класса string. Это и понятно, класс создавался с целью дать возможность изменять значение строки. По этой причине у класса есть основные методы, позволяющие выполнять такие операции над строкой, как вставка, удаление и замена подстрок, но нет методов, подобных поиску вхождения, которые можно выполнять над обычными строками. Технология работы обычно такова, – конструируется строка класса StringBuilder, выполняются операции, требующие изменение значения, полученная строка преобразуется в строку класса string, над этой строкой выполняются операции, не требующие изменения значения строки. Давайте чуть более подробно рассмотрим основные методы класса StringBuilder:

· public StringBuilder Append(<объект>); К строке, вызвавшей метод, присоединяется строка, полученная из объекта, переданного методу в качестве параметра. Метод перегружен и может принимать на входе объекты всех простых типов, начиная от char и bool до string и long. Поскольку объекты всех этих типов имеют метод ToString, то всегда есть возможность преобразовать объект в строку, которая и присоединяется к исходной строке. В качестве результата возвращается ссылка на объект, вызвавший метод. Поскольку возвращаемую ссылку ничему присваивать не нужно, то правильнее считать, что метод изменяет значение строки.

· public StringBuilder Insert(int location,<объект>); Метод вставляет строку, полученную из объекта, в позицию, указанную параметром location. Метод Append является частным случаем метода Insert.

· public StringBuilder Remove(int start, int len); Метод удаляет подстроку длины len, начинающуюся с позиции start.

· public StringBuilder Replace(string str1,string str2); Все вхождения подстроки str1 заменяются на строку str2.

· public StringBuilder AppendFormat(<строка форматов>, <объекты>); Метод является комбинацией метода Format класса string и метода Append. Строка форматов, переданная методу, содержит только спецификации форматов. В соответствии с этими спецификациями находятся и форматируются объекты. Полученные в результате форматирования строки присоединяются в конец исходной строки.

За исключением метода Remove все рассмотренные методы являются перегруженными. В их описании приведена схема вызова метода, а не точный синтаксис перегруженных реализаций. Приведу примеры, чтобы продемонстрировать, как вызываются и как работают эти методы:

Дата добавления: 2014-12-25