C++ 字符与字符串教程

一、字符与ASCII码

1.1 字符与整数的联系

每个常用字符都对应一个-128 ~ 127的数字，二者之间可以相互转化。注意：目前负数没有与之对应的字符。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char c = 'a';
    cout << (int)c << endl;  // 输出字符对应的ASCII码

    int a = 66;
    cout << (char)a << endl;  // 输出数字对应的字符

    return 0;
}

1.2 常用ASCII值

• 'A'-'Z'：65 ~ 90
• 'a'-'z'：97 ~ 122
• '0'-'9'：48 ~ 57

字符可以参与运算，运算时会将其当做整数：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 'B' - 'A';      // 计算两个字符的ASCII码差值
    int b = 'A' * 'B';      // 字符ASCII码相乘
    char c = 'A' + 2;       // 字符加上一个整数

    cout << a << endl;      // 输出：1
    cout << b << endl;      // 输出：1978  
    cout << c << endl;      // 输出：C

    return 0;
}

1.3 练习

练习：输入一行字符，统计出其中数字字符的个数，以及字母字符的个数。

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二、字符数组（C风格字符串）

2.1 基本概念

字符串就是字符数组加上结束符'\0'。

可以使用字符串来初始化字符数组，但此时要注意，每个字符串结尾会暗含一个'\0'字符，因此字符数组的长度至少要比字符串的长度多1！

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char a1[] = {'C', '+', '+'};            // 列表初始化，没有空字符
    char a2[] = {'C', '+', '+', '\0'};      // 列表初始化，含有显示的空字符
    char a3[] = "C++";                      // 自动添加表示字符串结尾的空字符
    char a4[6] = "Daniel";                  // 错误：没有空间可以存放空字符

    return 0;
}

2.2 字符数组的输入输出

基本输入输出

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char str[100];

    cin >> str;             // 输入字符串时，遇到空格或者回车就会停止
    cout << str << endl;    // 输出字符串时，遇到空格或者回车不会停止，遇到'\0'时停止
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

读入一行字符串（包括空格）

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    char str[100];

    fgets(str, 100, stdin);  // gets函数在新版C++中被移除了，因为不安全。
                             // 可以用fgets代替，但注意fgets不会删除行末的回车字符

    cout << str << endl;

    return 0;
}

2.3 字符数组的常用操作

需要引入头文件：

#include <string.h>

常用函数

1. strlen(str) - 求字符串的长度
2. strcmp(a, b) - 比较两个字符串的大小，a < b返回-1，a == b返回0，a > b返回1。这里的比较方式是字典序！
3. strcpy(a, b) - 将字符串b复制给从a开始的字符数组。

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;

int main()
{
    char a[100] = "hello world!", b[100];

    cout << strlen(a) << endl;    // 输出字符串长度：12

    strcpy(b, a);                 // 将字符串a复制到b

    cout << strcmp(a, b) << endl;  // 比较两个字符串，输出：0（相等）

    return 0;
}

遍历字符数组中的字符

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;

int main()
{
    char a[100] = "hello world!";

    // 注意：下述for循环每次均会执行strlen(a)，运行效率较低，最好将strlen(a)用一个变量存下来
    for (int i = 0; i < strlen(a); i ++ )
        cout << a[i] << endl;

    return 0;
}

2.4 练习

练习1：给定一个只包含小写字母的字符串，请你找到第一个仅出现一次的字符。如果没有，输出no。

练习2：把一个字符串中特定的字符全部用给定的字符替换，得到一个新的字符串。

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三、标准库类型string

3.1 定义和初始化

可变长的字符序列，比字符数组更加好用。需要引入头文件：

#include <string>

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1;              // 默认初始化，s1是一个空字符串
    string s2 = s1;         // s2是s1的副本，注意s2只是与s1的值相同，并不指向同一段地址
    string s3 = "hiya";     // s3是该字符串字面值的副本
    string s4(10, 'c');     // s4的内容是 "cccccccccc"

    return 0;
}

3.2 string上的操作

(1) string的读写

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1, s2;

    cin >> s1 >> s2;      // 输入两个字符串
    cout << s1 << s2 << endl;

    return 0;
}

注意：不能用printf直接输出string，需要写成：printf("%s", s.c_str());

(2) 使用getline读取一整行

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s;

    getline(cin, s);      // 读取一整行，包括空格

    cout << s << endl;

    return 0;
}

(3) string的empty和size操作

注意size是无符号整数，因此 s.size() <= -1 一定成立！

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s1, s2 = "abc";

    cout << s1.empty() << endl;    // 输出：1（空）
    cout << s2.empty() << endl;    // 输出：0（非空）

    cout << s2.size() << endl;      // 输出：3

    return 0;
}

(4) string的比较

支持 >, <, >=, <=, ==, != 等所有比较操作，按字典序进行比较。

(5) 为string对象赋值

string s1(10, 'c'), s2;     // s1的内容是 cccccccccc；s2是一个空字符串
s1 = s2;                    // 赋值：用s2的副本替换s1的副本
                            // 此时s1和s2都是空字符串

(6) 两个string对象相加

string s1 = "hello,  "", s2 = "world\n";
string s3 = s1 + s2;                    // s3的内容是 hello, world\n
s1 += s2;                               // s1 = s1 + s2

(7) 字面值和string对象相加

做加法运算时，字面值和字符都会被转化成string对象，因此直接相加就是将这些字面值串联起来：

string s1 = "hello", s2 = "world";      // 在s1和s2中都没有标点符号
string s3 = s1 + ", " + s2 + '\n';

当把string对象和字符字面值及字符串字面值混在一条语句中使用时，必须确保每个加法运算符的两侧的运算对象至少有一个是string：

string s4 = s1 + ", ";  // 正确：把一个string对象和有一个字面值相加
string s5 = "hello" + ", "; // 错误：两个运算对象都不是string

string s6 = s1 + ", " + "world";  // 正确，每个加法运算都有一个运算符是string
string s7 = "hello" + ", " + s2;  // 错误：不能把字面值直接相加，运算是从左到右进行的

3.3 处理string对象中的字符

可以将string对象当成字符数组来处理：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "hello world";

    for (int i = 0; i < s.size(); i ++ )
        cout << s[i] << endl;

    return 0;
}

或者使用基于范围的for语句：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string s = "hello world";

    for (char c: s) cout << c << endl;        // 遍历每个字符

    for (char& c: s) c = 'a';                 // 修改每个字符

    cout << s << endl;                        // 输出：aaaaaaaaaaa

    return 0;
}

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四、总结要点

🔑 核心概念

• 字符与ASCII：字符本质上是整数，可以相互转换
• 字符数组：C风格字符串，以'\0'结尾
• string类：C++标准库提供的字符串类，功能更强大

🛠️ 实用技巧

• 输入方式：cin遇到空格停止，getline读取整行
• 字符操作：可以直接进行算术运算
• 字符串函数：掌握strlen、strcmp、strcpy等常用函数

🎯 常见应用

• 字符统计：统计字母、数字、特殊字符个数
• 字符串处理：查找、替换、比较、连接
• 文本处理：单词统计、文本分析等

⚠️ 注意事项

• 字符数组要预留空间给结束符'\0'
• gets函数已被移除，使用fgets代替
• string类型不能直接用于printf，需要转换
• 字符串比较要注意字典序规则

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字符和字符串处理是C++编程中的重要基础，掌握好这部分内容对于后续学习算法竞赛和实际项目开发都非常重要。建议多练习字符串相关的算法题目，提高编程能力。