两种字符串有什么区别——字符数组和字符串，初步认识STL

1.字符数组
- 1.1.基础语法介绍
- 1.2.例题1——自动修正
- - 题目描述
  - 输入格式
  - 输出格式
  - 输入输出样例
  - - 输入 #1
    - 输出 #1
- 1.3.另解——getchar和putchar函数
- 1.4.字符数组相关函数
2.字符串
- 2.1.字符串简介和基础功能
- 2.2.例题2——文字处理软件
- - 题目描述
  - 输入格式
  - 输出格式
  - 输入输出样例
  - - 输入 #1
    - 输出 #1
  - 提示
3.STL库简介

1.字符数组

1.1.基础语法介绍

在C语言和C++中，我们可以使用""指明一个字符串。既然有存储字符的变量，那有没有存储字符串的变量呢？当然有。我们可以使用C语言风格的字符数组完成这一个功能。

char str[字符串大小];

跟整形数组一样，我们可以给字符数组赋一个初值。比如：
char str[30]="This is a string."
等同于
char str[30]={'T','h','i','s',' ','i','s',' ','a',' ','s','t','r','i','n','g','.'};

每个字符串后面都应当有一个终止符\0，它的ASCII码值是0。所以定义字符数组时也应该开大一点。终止符在赋初值时会自动加上。

跟整形数组不同的是，字符数组可以直接输入和输出。比如：

    char str[30];
    cin>>str;
    cout<<str;

注意：这样读入数组只能读到空格或换行符为止。无法读入空格。如果想解决这个问题就请耐心看下文吧。

根据数组的定义，我们可以得知，字符数组里存储的也是字符的ASCII码值。所以我们也可以跟字符变量一样直接使用ASCII码操作。

    char str[30]="Hello world!";
    cout<<(int)str[0];//跟数组一样，字符数组的下标也是从零开始。

1.2.例题1——自动修正

自动修正 - 洛谷

题目描述

大家都知道一些办公软件有自动将字母转换为大写的功能。输入一个长度不超过 $100$ 且不包括空格的字符串。要求将该字符串中的所有小写字母变成大写字母并输出。

输入格式

输入一行，一个字符串。

输出格式

输出一个字符串，即将原字符串中的所有小写字母转化为大写字母。

输入输出样例

输入 #1

Luogu4!

输出 #1

LUOGU4!

题意分析：我们在前面已经介绍过大小写字母互相转换的方法，这里不再赘述，直接上代码。

#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;
int main(){
    char a[110];//存储字符串
    scanf("%s",&a);//格式化输入字符串
    for(int i=0;a[i]!='\0';i++)//遍历字符串，注意从0开始，以'\0'结束
        if(a[i]>='a'&&a[i]<='z')//如果是小写字母
            a[i]-='a'-'A';//减去差值
    printf("%s",a);//格式化输出字符串
	return 0;
}

1.3.另解——getchar和putchar函数

getchar函数的作用是读入一个字符。我在while循环扩展一文中介绍过，如果感兴趣可以去看一看。

putchar函数的作用是输出一个字符。搭配起来就可以得到下面的代码。

#include<iostream>
#include<cstdio>//需要使用getchar和puchar函数
using namespace std;
int main(){
    char c;
    while((c=getchar())!=EOF)//循环读入一个字符
    {
        if(c>='a'&&c<='z')//如果是小写字母
            c-='a'-'A';//减去差值
        putchar(c);//输出这个字符
    }
    return 0;
}

1.4.字符数组相关函数

在cstring头文件里提供了许多与字符数组相关的函数。使用它们，我们可以很便捷的完成一些功能。常见的几个字符数组相关函数如下：

函数	作用
fgets(str,sizeof(str),stdin)	强制输入字符数组str
strupr(str);	将字符数组str中的小写字母转大写字母
strlwr(str);	将字符数组str中的大写字母转小写字母
strstr(str1,str2);	判断字符数组str1是否是字符数组str2的子串，是就返回字符数组str1
strcat(str1,str2);	将字符数组str2连接到字符数组str1后面,返回连接后字符数组str1的值
strncat(str1,str2,n);	将字符数组str2连接到字符数组str1后面,返回连接后字符数组str1的值
strcpy(str1,str2);	将字符数组str2复制到字符数组str1,返回字符数组str1的值
strncpy(str1,str2,n);	将字符数组str2前n个字符复制到字符数组str1,返回字符数组str1的值
strcmp(str1,str2);	比较字符数组str1和字符数组str2的大小,比较的结果由函数带回; 如果字符数组str1>字符数组str2,返回一个正整数; 如果字符数组str1=字符数组str2,返回0; 如果字符数组str1<字符数组str2,返回一个负整数
strncmp(str1,str2,n);	比较字符数组str1和字符数组str2前n个字符的大小,函数返回值的情况同strcmp函数

2.字符串

2.1.字符串简介和基础功能

用字符数组储存字符串有许多风险。比如不能弹性变化长度，字符数组最大能储存的字符串长度就已经固定了。不能直接赋值或者复制，也有数组越界的风险。

在C++中，我们可以使用string字符串类型储存字符串。其定义语法如下：

string 字符串名;

string还支持以下功能：

函数或运算符	作用
str=“I’m a string.”;	将等号左边的字符串赋值给右边的字符串变量
str1<str2;	重载了所有的关系运算符，比较两个字符串字典序的大小
str1+=str2;	重载了+和+=，返回将str2拼接到str2后面的字符串
getline(cin,str);	强制输入字符串str
s.size();和s.length();	返回字符串s的长度（不包括终止符’\0’）
s.append(str);	将字符串str拼接到字符串s的后面
s.substr(pos,len);	截取字符串s从第pos个位置开始len个字符,并返回这个字符串
s.insert(pos,str);	在字符串s的第pos个字符前插入字符串str,并返回这个字符串
s.find(str,pos);	在字符串s中从第pos个字符寻找字符串str,并返回str第一次出现的位置, 如果找不到,在强制转换成int类型后会返回-1 (可以试试不强制转换会返回什么), pos可以省略,默认值是0

具体的细节和语法的制定会在以后讲解。

2.2.例题2——文字处理软件

文字处理软件 - 洛谷

题目描述

你需要开发一款文字处理软件。最开始时输入一个字符串作为初始文档。可以认为文档开头是第 $0$ 个字符。需要支持以下操作：

1 str：后接插入，在文档后面插入字符串 $\texttt{str}$ ，并输出文档的字符串；
2 a b：截取文档部分，只保留文档中从第 $a$ 个字符起 $b$ 个字符，并输出文档的字符串；
3 a str：插入片段，在文档中第 $a$ 个字符前面插入字符串 $\texttt{str}$ ，并输出文档的字符串；
4 str：查找子串，查找字符串 $\texttt{str}$ 在文档中最先的位置并输出；如果找不到输出 $- 1$ 。

为了简化问题，规定初始的文档和每次操作中的 $\texttt{str}$ 都不含有空格或换行。最多会有 $q$ 次操作。

输入格式

第一行输入一个正整数 $q$ ，表示操作次数。

第二行输入一个字符串 $\texttt{str}$ ，表示最开始的字符串。

第三行开始，往下 $q$ 行，每行表示一个操作，操作如题目描述所示。

输出格式

一共输出 $q$ 行。

对于每个操作 $1, 2, 3$ ，根据操作的要求输出一个字符串。

对于操作 $4$ ，根据操作的要求输出一个整数。

输入输出样例

输入 #1

4
ILove
1 Luogu
2 5 5
3 3 guGugu
4 gu

输出 #1

ILoveLuogu
Luogu
LuoguGugugu
3

提示

数据保证， $\leq q\le 100$ ，开始的字符串长度 $\leq 100$ 。

题意分析：
使用上面介绍到的函数模拟这个过程就可以了。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
    string s,str;
    int n,opt,l,r;
    cin>>n>>s;
    while(n--)
    {
    	cin>>opt;
    	switch(opt)
    	{
    		case 1:
    		{
    		    cin>>str;
    		    s.append(str);//将str拼接到s的后面
    		    cout<<s<<endl;
    		    break;
    		}
    		case 2:
    		{
    		    cin>>l>>r;
    		    s=s.substr(l,r);//截取s从l起r个字符
    		    cout<<s<<endl;
    		    break;
    		}
    		case 3:
    		{
    		    cin>>l>>str;
    		    s.insert(l,str);//从l向s插入str
    		    cout<<s<<endl;
    		    break;
    		}
    		case 4:
    		{
    		    cin>>str;
    		    cout<<(int)s.find(str)<<endl;//寻找str第一次在s里出现的位置。记得强制转换
    		    break;
    		}
		}
	}
	return 0;
}

3.STL库简介

在C语言中有给我们带来诸多不便的地方，比如字符数组。于是在C++中提供了更好的工具——可使用标准模板库（Standard Template Library, STL）。将很多有用的功能进行了封装,开箱即用,并不需要重新开发这些功能。

其中包括了各类容器（比如队列、栈等）、算法（比如排序）和其他的一些功能等。
前面讲到的字符串（string）容器就是STL中的，可以帮我们带来很多便利。

后面我们经常会用到STL，现在要先熟悉一下。可以自己上网找资料，也可以看我专辑里接下来的文章。STL也是以后我们自己编写函数和类时的一个活生生的例子。

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