Строки как нуль-терминированные массивы char

Регистры

Заметим, что кроме собственно ОЗУ, в компьютере имеются ячейки памяти, размещенные непосредственно в процессоре. Такие ячейки памяти называются регистрами. В процессоре обычно имеется лишь несколько регистров, каждый из которых содержит один или несколько байт; их точное количество зависит от типа процессора. Регистры не имеют адресов. Регистры обеспечивают наиболее быстрый доступ к данным, так как: 1) обращение к регистру не требует затрат времени на передачу информации из процессора в ОЗУ или наоборот; 2) машинные команды, использующие регистр, вместо длинного адреса ячейки памяти содержат краткое указание соответствующего регистра.

Программист на языке С обычно не может непосредственно обращаться к регистрам. Вместо этого компилятор размещает в регистрах промежуточные выражения, вычисляемые при выполнении различных операторов программы на языке С. Но компилятор может также размещать в регистрах наиболее часто используемые переменные. Такое поведение - один из случаев оптимизирующей компиляции. Настройка параметров оптимизации будет рассмотрена позже.

12. Строки в языке С++

В языке С++ имеются следующие типы данных для работы со строками:

1) одномерный массив char;

2) специальный тип string, который в свою очередь существует в разных вариантах, соответствующих различным стандартам:

a) AnsiString;

b) string из библиотеки STL.

Все перечисленные типы поддерживаются компилятором C++ Builder'а.

а) Основные понятия.

Один из способов организовать работу со строками - это использование одномерных массивов типа char. Тогда строка символов – это одномерный массив типа char, заканчивающийся нулевым байтом.

Нулевой байт – это байт, каждый бит которого равен нулю, при этом для нулевого байта определена символьная константа ´\0´ (признак окончания строки, или нуль-терминатор). По нулевому байту функции, работающие со строками, определяют место окончания строки. Если они читают строку, то воспринимают ее только до первого нуль-терминатора; если они создают строку, то записывают нуль-терминатор в ее конец.

Поэтому, если строка должна содержать максимум k символов, то в описании массива необходимо указать k+1 элемент. Например, char a[7]; - означает, что строка может содержать от 0 до 6 символов, а один байт будет занимать нуль-терминатор.

Строковая константа – это набор символов, заключенных в двойные кавычки, например: "Работа со строками". Такие константы хранятся именно как массивы типа char. В конце строковой константы явно указывать символ ´\0´ не нужно (он будет добавлен автоматически в ходе компиляции).

Строковые константы можно использовать при инициализации массивов:

сhar S[]="Работа со строками";

В этом примере размер массива не указан, поэтому он будет определен автоматически (19 элементов).

б) Ввод-вывод строк - массивов char.

Для ввода с консоли строк - массивов char обычно используются две стандартные функции:

scanf() (см. тему "Функции ввода-вывода"; спецификатор ввода %s; символ «&» перед именем массива типа char указывать не надо).Значения вводятся до появления первого символа “пробел”, а если его нет - до конца строки;

gets( char *S ) (запись"char *S" означает, что на ее место нужно подставить массив типа char; можно также подставить указатель на char - см. тему "Указатели"). Значения вводятся до конца вводимой строки (т.е., в отличие от scanf(), может вводить строку с пробелами как единое целое).

Обе функции автоматически ставят в конец строки нулевой байт.

Вывод строк производится функциями printf() или puts() до первого нулевого байта (‘\0’):

printf() (см. тему "Функции ввода-вывода"; спецификатор вывода %s) не переводит курсор после вывода на начало новой строки;

puts( char *S ) автоматически переводит курсор после вывода строковой информации в начало новой строки.

Например:

char Str[30];

printf("Введите строку без пробелов: \n");

scanf("%s",Str);

или

puts("Введите строку");

gets(Str);

В оконныхприложенияхC++ Builder'а изображаемый на экране текст, как правило, имеет тип String (или при необходимости автоматически преобразуется в String). Для вывода туда строки - массива char обычно достаточно просто подставить ее имя в функцию вывода:

Edit1->Text=Str;

Но для ввода оттуда такой строки необходимо использовать преобразование типов и копирование (объяснение см. ниже):

strcpy(Str, Edit1->Text.c_str());

в) Поэлементная работа со строками.

В языке С не допускается ни присваивание, ни сравнение массивов. Операции над строками могут быть выполнены либо непосредственно действиями над отдельными символами (как над элементами массива, имеющими тип char), либо с использованием стандартных библиотечных функций.

Пример поэлементной работы со строкой - массивом char:

Задача 1. В строке заменить все пробелы на символы подчеркивания.

#include<stdio.h>

#include<conio.h>

void main(){

char s[50];

int i;

puts("Vvedite stroku s probelami:");

gets(s);

for(i=0; s[i]; i++) // poka s[i]!= nul-terminatoru

if (s[i]==' ') s[i]='_';

puts(s);

getch();

}

г) Копирование, сцепление (конкатенация), сравнение, поиск строк - массивов char.

Описание прототипов стандартных функций работы со строками - массивами char находится в файле string.h.

Рассмотрим наиболее часто используемые функции (перед именем функции указывается тип ее результата, в скобках - количество и типы параметров).

Функция int strlen (char *S) возвращает длину строки (количество символов в строке), при этом завершающий нулевой байт не учитывается.

Пример:

char S1[]="Минск!\0", S2[90]="БГУИР-Ура!";

printf("%d, %d.", strlen(S1), strlen(S2));

Результат выполнения данного участка программы:

6, 10.

Функция strcpy (char *S1, char *S2) - копирует содержимое строки S2 в строку S1. Она заменяет операцию присваивания, непригодную для массивов в языке С.

Пример:

char s[50], t[30];

strcpy(t, "Hello!");

strcpy(s,t);

Функция strcat (char *S1, char *S2) - присоединяет строку S2 к концу строки S1 и помещает ее в массив, где находилась строка S1, при этом строка S2 не изменяется. Нулевой байт, который завершал строку S1, заменяется первым символом строки S2. (Такая операция называется также конкатенацией или сцеплением строк).

Пример:

char a[20], b[10];

strcpy(a, "Hello,");

strcpy(b, "world!");

strcat(a,b);

puts(a);

Результат выполнения данного участка программы:

Hello,world!

Функция int strcmp (char *S1, char *S2) сравнивает строки S1 и S2. Результат функции - целое число, меньшее 0, если значение S1 предшествует значению S2 в "алфавитном" порядке; большее 0, если S2 предшествует S1; равное 0, если строки равны, т.е. содержат одно и то же число одинаковых символов.

Под "алфавитным порядком" здесь понимается порядок возрастания кодов символов (см. тему "Кодирование символов", кодовые таблицы). Как можно видеть из этих таблиц, этот порядок совпадает с алфавитным для латинских букв одинакового регистра, а также для русских букв одинакового регистра (кроме буквы ' ё '). Если первые символы S1 и S2 совпадают, то учитываются следующие символы и т.д., по обычным алфавитным правилам.

Функция int stricmp (char *S1, char *S2) делает то же, что и strcmp, но нечувствительна к регистру букв (например, 'D' и 'd' для нее - одинаковые символы).

Пример:

char a[20], b[10];

gets(a);

gets(b);

if (!strcmp(a,b))

puts("a==b!");

else

if (strcmp(a,b)<0)

puts("a<b!");

else puts("b<a!");

Для a="Москва", b="Могилев" результат будет:

b<a!

Функции:

- strncpy (char *S1, char *S2, int max);

- strncat (char *S1, char *S2, int max);

- int strncmp (char *S1, char *S2, int max);

- int strnicmp (char *S1, char *S2, int max);

делают то же, что и соответствующие им функции strcpy, strcat, strcmp, stricmp, но, если длина строки S2 превышает max, то они используют только первые max ее символов. В этом случае нуль-терминатор в конце полученной строки может не быть поставлен автоматически.

Существует также функция для поиска заданной подстроки в заданной строке (подстрокой называется подряд идущая часть строки):

char * strstr(char *S1, char *S2);

Здесь S1 - строка, в которой будет проводиться поиск; S2 - искомая подстрока. Результатом функции является указатель (см. тему "Указатели") на первое (считая слева направо) местоположение подстроки S2 в строке S1, либо NULL, если S2 не встречается в S1.

д) Перевод строк - массивов char в числа и наоборот.

Функции преобразования строки S в число:

- целое: int atoi (char *S);

- длинное целое: long atol (char *S);

- действительное: double atof (char *S);

При ошибке данные функции возвращают значение 0.

Пример:

char s[]="120"; int i;

i=atoi(s); // i=120

Функции преобразования числа V в строку S:

- целое: itoa (int V, char *S, int kod);

- длинное целое: ltoa (long V, char *S, int kod);

Здесь kod - основание системы счисления, в которой должно быть записано полученное число: 2£ kod £36, для десятичных чисел kod=10.

Пример:

char s[10]; int i=120;

itoa(i, s, 10);

Вместо этих функций, для преобразования чисел в строку и строки в числа можно использовать также функции:

sscanf (char *S, …);

sprintf (char *S, …);

Они во всем подобны функциям scanf и printf, но после их открывающей скобки вначале указывается имя строки, из которой "читаются" (sscanf) или в которую "записываются" (sprintf) значения совершенно так же, как они вводятся с клавиатуры функцией scanf или выводятся на экран функцией printf.

В отличие от функции atoi, sscanf позволяет отличить ошибку ввода от нулевого результата (см. про scanf в теме "Функции ввода-вывода"), например:

char s[20]; int i;

...

if (! sscanf(s, "%d", &i)) puts("Nevernoe chislo!");

Дата добавления: 2014-01-07