23 октября Лекция по ОП строки1

1. Обработка текстовой информации

Лекция 4 по дисциплине
«Основы программирования»
1

2. Задачи обработки текста

Обработка текста – это пример задачи из нечисловой предметной
области.
Обработка текста сводится к решению двух основных подзадач:
1) Поиск в некоторой заданной последовательности слов или символов
вхождения другой заданной последовательности слов или символов.
А) обнаружение вхождения (Результат поиска – да или нет);
В) позиция найденного вхождения (Результат поиска – адрес в ОП
или индекс символа, с которого начинается вхождение искомой
последовательности)
2) Редактирование последовательности слов или символов. Результат –
измененная последовательность. Задачи:
А) замена части текста на другую подпоследовательность;
В) удаление части текста;
С) включение (вставка) новой подпоследовательности.
2

3. Зачем нужны символьные строки?

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
3
Зачем нужны символьные строки?
char s[10];
// массив символов
▪ элементы массива – отдельные объекты
▪ сложно работать со строками переменной длины
Хочется:
• строка – единый объект
• длина строки может меняться во время работы
программы
string s;
// символьная строка
строка
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

4. Символьные строки

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
4
Символьные строки
Начальное значение:
string s = "Привет!";
Присваивание:
s = "Привет!";
Вывод на экран:
cout << s;
? А если массив?
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

5. Символьные строки

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
5
Символьные строки
Ввод с клавиатуры:
cin >> s;
getline ( cin, s );
Отдельный символ:
только до
пробела!
до перевода
строки (Enter)
s[4] = 'a';
! Символы в строке нумеруются с нуля!
Длина строки:
метод для объектов
int n;
типа string
...
n = s.size();
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

6. Символьные строки

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
6
Символьные строки
Задача: заменить в строке все буквы 'а' на буквы 'б'.
#include <iostream>
using namespace std;
main()
{
string s;
int i;
cout << "Введите строку: ";
getline ( cin, s );
for ( i = 0; i < s.size(); i++ )
if ( s[i] == 'а' )
цикл по всем
s[i] = 'б';
символам строки
cout << s;
}
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

7. «Строковый» тип данных

«Строковый» тип не является базовым .
Объект строкового типа (или просто «строка») – это одномерный массив,
состоящий из элементов символьного типа, последний символ массива
‘\0’ (символ с кодом 0).
При выделении памяти для строки под символ конца строки выделяется 1
байт.
Примеры описания строк:
1) char str [5]; // выделено 5 байт ОП
2) char word [ ] = {‘a’, ‘b’, ’c’, ‘\0’};
‘a’
‘b’
‘c’
‘\0’
/* при объявлении с одновременной инициализацией не обязательно
указывать количество элементов. Выделено 4 байта = количество
символов + символ конца строки*/
3) char word [ ] = “abc”; // аналогично примеру 2.
4) char stroka [6] = “123”;
‘1’
‘2’
‘3’
‘\0’
/* при объявлении c указанием количества элементов и одновременной
инициализацией выделяется столько байт, сколько указано, но
инициализируются не все*/
7

8. Ввод строки

1) Посимвольный ввод: Строка символов оканчивается ‘.’ (символов не
более 10)
const int N = 11;
//определили размер массива 10+1 (для символа ‘\0’)
char ch, stroka [N]; // описали символ и строку
int len=0; // len – переменная для подсчета количества введенных символов
scanf_s(“%c”, &ch); //ввели первый символ
while (ch!= ‘.’ && len < N-1) // пока не ввели ‘.’ , т.е. конец вводимой строки
{stroka [len] =ch; //записали символ в строку
len++;
//увеличили счетчик количества символов
scanf_s(“%c”, &ch); //ввели следующий символ
}
if (ch!= ‘.’ ) printf (“error ); //сообщение о превышении размера массива;
else stroka [len] = ‘\0’; //записали в строку признак конца ‘\0’
Вместо scanf_s (“%c”, &ch) можно использовать ch = getchar ();
8

9. Ввод строки

2) Ввод строки целиком. Признак конца строки записывается функциями
ввода автоматически.
А) const int N = 11;
сhar stroka [N];
scanf_s (“%s”, stroka, N);
// вводит символы, пока во входной последовательности не встретится
символ пробела или enter
B) const int N = 11;
сhar stroka [N];
gets (stroka);
// вводит символы, пока во входной последовательности не встретится
символ enter
Недостаток gets! Не контролируется количество введенных символов.
Возможен выход за границы массива!
9

10. Функция gets

gets()
Синтаксис:
char *gets(char *s);
Что делает: считывает строку из стандартного ввода (обычно с клавиатуры) до
символа новой строки (\n) и помещает её в массив s.
Затем добавляет в конец строки нулевой символ (\0).
Почему не рекомендуется: функция не проверяет границы буфера. Если
пользователь введёт строку длиннее, чем выделенный массив,
произойдёт переполнение буфера, что может привести к аварийному завершению
программы.
#include <stdio.h>
int main() {
string str;
gets(str);
printf("Вы ввели: %s", str);
return 0;
}
Важный нюанс: в современных компиляторах и стандартах использование `gets`
часто вызывает предупреждение о небезопасности. В некоторых средах может
потребоваться функция `gets_s`, но это не решает проблему проверки границ
буфера кардинально.
10

11. Функция fgets

Синтаксис: `char *fgets(char *str, int count, FILE *stream);`.
Что делает: считывает символы из потока `stream` (для консольного ввода с клавиатуры это `stdin`) до тех
пор, пока не встретится символ перевода строки (`\n`), не будет считано `count - 1` символов или пока не
наступит конец файла (`EOF`). После этого в массив `str` записывается считанная строка, а в конце
добавляется нулевой символ (`\0`).
Параметры:
* `str` — указатель на массив символов, куда будет записана строка.
* `count` — максимальное количество символов для считывания (последний элемент массива
зарезервирован для `\0`).
* `stream` — указатель на поток ввода (для клавиатуры — `stdin`).
Пример:```
#include <stdio.h>
int main() {
char str;
fgets(str, sizeof(str), stdin); // sizeof(str) даёт количество элементов в массиве
printf("Вы ввели: %s", str);
return 0;
}
Плюсы: функция безопасна — она не позволяет записать больше символов, чем выделено в массиве, что
защищает от переполнения буфера
Важный момент: если введена строка длиннее `count - 1` символов, `fgets` «обрежет» её, сохранив
нулевой символ в конце. Также она сохраняет символ перевода строки в строке, если он был во входном
11
потоке

12. Функция scanf

scanf() с спецификатором `%s`
Синтаксис: scanf("%s",str)
Что делает: считывает строку до первого разделителя (пробела, табуляции,
перевода строки). Если нужно ввести строку с пробелами (например, «Иван
Иванович»), этот способ не подойдёт — будет считано только первое слово
Пример:
#include <stdio.h>
int main() {
char name[48];
printf("Введите имя: ");
scanf("%49s", name); // Ограничиваем ввод, чтобы не выйти за границу
массива
printf("Привет, %s!", name);
return 0;
}
Ограничение: как и с `gets()`, важно явно указывать ширину поля, чтобы избежать
переполнения буфера.
12

13. Что выбрать?

Для безопасного ввода строки с пробелами
— однозначно fgets
Если нужно просто считать слово или число —
scanf("%s", str).
Главное правило: всегда контролируйте
размер буфера при вводе строки.
13

14. Ввод строки

Пример: Выход за границы массива при вводе строки
const int N = 5;
сhar strA [N], strB [N];
//выделили 5 байт по строку strA и 5 байт под строку srtB
gets (strA);
// введем в strA “12345”
‘1’
‘2’
‘3’
‘4’
‘5’ ‘\0’
// признак конца строки strA помещен на место первого символа
строки strB
gets (strB);
// введем в strB “abc”
‘1’
‘2’
‘3’
‘4’
‘5’
‘a’ ‘b’
‘c’
‘\0’
// строка strA потеряла признак конца. strA = “12345abc”, strB=“abc”
14

15. Вывод строки

1) Посимвольный вывод
const int N = 5;
сhar strA [N]; int i = 0;
while (strA [i] ! = ‘ \0’)
// или while (strA [i])
//выполнять вывод символов, пока символ не ‘\0’
printf (“%c”, strA [i] );
2) Вывод строки целиком
printf (“%s”, strA );
3) Вывод строки целиком
puts (strA);
15

16. Операции со строками

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
16
Операции со строками
Объединение (конкатенация):
string s, s1, s2;
s1 = "Привет";
"Привет, Вася!"
s2 = "Вася";
s = s1 + ", " + s2 + "!";
Срез (подстрока):
s = "0123456789";
s1 = s.substr( 3, 5 );
откуда
с какого
символа
s = "0123456789";
s1 = s.substr( 3 );
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
// "34567"
5
сколько
символов
// "3456789"
http://kpolyakov.spb.ru

17. Операции со строками

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
17
Операции со строками
Удаление:
s = "0123456789";
s.erase ( 3, 6 ); // "0129"
с какого
символа
сколько
символов
Вставка:
s = "0123456789";
s.insert( 3,"ABC" ); // "012ABC3456789"
куда
с какого
символа
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
что
http://kpolyakov.spb.ru

18. Поиск символа в строке

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
18
Поиск символа в строке
string s = "Здесь был Вася.";
int n;
n = s.find ( 'с' ); // 3
find – искать
! Вернёт -1, если не нашли!
if ( n >= 0 )
cout << "Номер символа 'c': "
<< n << endl;
else cout << "Символ не найден.\n";
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

19. Поиск подстроки

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
19
Поиск подстроки
string s = "Здесь был Вася.";
int n;
n = s.find ( "Вася" ); // 11
if ( n >= 0 )
cout << "Слово начинается с s["
<< n << "]\n";
else
cout << "Слово не найдено.\n";
!
s.rfind() – поиск с конца строки!
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

20. Пример обработки строк

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
20
Пример обработки строк
Задача: Ввести имя, отчество и фамилию. Преобразовать их к
формату «фамилия-инициалы».
Пример:
Введите имя, отчество и фамилию:
Василий Алибабаевич Хрюндиков
Результат:
Хрюндиков В.А.
Алибабаевич Хрюндиков
Алгоритм:
1. найти первый пробел и выделить имя
Хрюндиков
2. Запомнить 1 букву, удалить имя с пробелом из основной
строки
3. Найти первый пробел и выделить отчество
4. Запомнить 1 букву, удалить отчество с пробелом из основной
строки
5. «сцепить» фамилию, первые буквы имени и фамилии, точки,
пробелы…
Хрюндиков В.А.
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

21. Пример обработки строк

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
21
Пример обработки строк
main()
{
string s, name, name2;
int n;
cout << "Введите имя, отчество и фамилию: ";
getline ( cin, s );
name = s.substr(0,1) + '.';// срез,начало имени
n = s.find(' ');
// найти пробел
s = s.substr(0,n+1 );
// удалить имя
n = s.find(' ');
// найти пробел
name2 = s.substr(0,1) + '.';// начало отчества
s = s.substr (0,n+1 );
// осталась фамилия
s = s + ' ' + name + name2;
// результат
cout << s;
}
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

22. Преобразования «строка» – «число»

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
22
Преобразования «строка» – «число»
Из строки в число:
string s = "123";
int N;
N = atoi ( s.c_str() );
«12x3» → 12
// N = 123
в строку
языка Си
string s = "123.456";
float X;
X = atof ( s.c_str() );
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
// X = 123.456
http://kpolyakov.spb.ru

23. Функция atoi (ASCII to Integer)

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
23
Функция atoi (ASCII to Integer)
Синтаксис:
int atoi(const char *str);
Что делает: преобразует строку str в целое число типа int
Особенности работы:
Игнорирует начальные пробельные символы (пробелы, табуляции).
Начинает преобразование с первого символа, который может быть
цифрой, знаком «+» или «-».
Прекращает считывание при встрече первого символа, который не
является цифрой или знаком.
Возвращаемое значение: преобразованное число. Если преобразование
не удалось (строка не начинается с числа), функция возвращает 0.
Важный нюанс: если строка содержит корректное представление числа
0, atoi также вернёт 0. Это создаёт неоднозначность: невозможно
отличить случай успешного преобразования числа 0 от случая ошибки.
Пример использования:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
char *numStr = "12345";
int number = atoi(numStr);
printf("Число: %d\n", number); // Выведет: Число: 12345
return 0;
}
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

24.

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
24
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
.
1
2
3using namespace std;
4
5int main(int argc, char* argv[])
6{
7
float v1 = 34.5691;
8
string s1 = "std:string example";
9
char c1[] = "pure c array";
10
int i1 = 25;
11
12
13
ostringstream out;
14
15
out<<"float - " << v1 <<endl << "this is s1 16
17"<<s1<<endl;
out << "char[] - "<<c1<<endl <<"ordinary
18
19int - " <<i1<<endl;
20
21
cout << out.str() << endl;
22
return 0;
}
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

25.

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
25
Оператор вставки ( << ), который изначально включен во все
стандартные типы данных C++, отправляет байты в объект
потока вывода. Операторы вставки работают с
предопределенными "манипуляторами" — элементами,
которые изменяют формат целочисленных аргументов,
заданный по умолчанию.
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

26. Преобразования «строка» – «число»

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
26
Преобразования «строка» – «число»
Из числа в строку:
! Идея: направить выходной поток в строку!
#include <sstream>
строковые потоки
ostringstream ss;
строковый поток
вывода
string s;
int N = 123;
ss << N;
s = ss.str();
// s = "123"
из потока в строку
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

27. Преобразования «строка» – «число»

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
27
Преобразования «строка» – «число»
Вещественное число в строку:
ostringstream ss;
string s;
double X = 123.456;
ss.width(10);
// ширина поля
ss.precision(3); // знаков в дробной части
ss << X;
s = ss.str();
// s ="
123.456"
Научный формат:
ss.str("");
// очистка потока
ss.width(10);
// ширина поля
ss.precision(6); // знаков в дробной части
ss << scientific << X; // научный формат
s = ss.str();
// s = "1.234560E+002"
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

28. Сравнение строк

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
28
Сравнение строк
Пар ? пар ? парк
Сравнение по кодам символов:
CP-1251
UNCODE
CP-1251
UNCODE
CP-1251
UNCODE
0
48
48
1
49
49
...
...
...
8
56
56
9
57
57
A
65
B
66
...
...
Y
89
Z
90
65
66
...
89
90
a
b
...
y
z
97
97
98
98
...
...
121
121
122
122
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

29. Сравнение строк

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
29
Сравнение строк
А
Б
CP-1251 192 193
UNCODE 1040 1041
...
...
...
Ё
168
1025
...
...
...
Ю
Я
222 223
1070 1071
а
б
CP-1251 224 225
UNCODE 1072 1073
...
...
...
ё
184
1105
...
...
...
ю
я
254 255
1102 1103
5STEAM < STEAM < Steam < steam
steam < ПАР < Пар <
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
пар < парк
http://kpolyakov.spb.ru

30. Сортировка строк

Алгоритмизация и программирование, язык C++, 10 класс
30
Сортировка строк
main()
{
массив строк
const int N = 10;
string s1, S[N];
int i, j;
cout << "Введите строки: \n";
for ( i = 0; i < N; i ++for
) ( i = 0; i < N-1; i ++ )
getline ( cin, S[i] );
for ( j = N-2; j >= i; j -- )
...
if ( S[j] > S[j+1] )
cout << "После сортировки:{ \n";
s1 = S[j];
for ( i = 0; i < N; i++ )
S[j] = S[j+1];
cout << S[i] << endl;
S[j+1] = s1;
}
}
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2014
http://kpolyakov.spb.ru

31.

Функции работы со строками
Функции работы со строками находятся в <string.h>.
1) Определение длины строки: int strlen (char*);
Пример: char S []= “abc”;
int lenS = strlen (S); // lenS получит значение 3
2) Копирование строки: strcpy(char* , char* );
Пример: strcpy(st1, st2); // Копирование строки st2 в строку st1
Т.е. начиная с адреса, который записан в указателе st2 и пока не встретится
символ ‘\0’, символы копируются в строку st1.
3) Сравнение строк: int strcmp (char*, char*);
Результат равен 0, если строки равны; больше 0, если первая строка больше
второй; меньше 0, если первая строка больше второй.
Пример: char S []= “abc”, T[]= “abba”;
int rez = strcmp (S, T); // rez = 1, сравнение проходит посимвольно
//т.к. S[0]=T[0], S[1]=T[1], S[2]>T[2] , сравнение прекращается
4) Поиск символа в строке: char* strchr ( char*, char);
Пример: char S []= “abcbce”; char *p;
p= strchr ( S, ‘b’);
// p=&S[1], нашли первое вхождение символа ‘b’
p= strchr ( p+1, ‘b’); // p=&S[3], нашли следующее вхождение символа ‘b’
Больше функций работы со строками в см. методичке.
31

32. Хранение текста

Текст – последовательность символов, состоящая из слов, разделенных
символами-разделителями, и оканчивающаяся символом-признаком
конца текста.
Слово – последовательность символов без разделителей между ними.
Символы-разделители – пробел, запятая или другие.
Символ-признак конца текста – обычно точка.
Хранение текста:
1) Двумерный массив символов: char text [N] [M];
где N = максимальное количество слов в тексте,
M = максимальная длина слова + 1 (не забывать про ‘\0’)
Пример: Текст “В город пришла зима.” char text [5] [7];
text [0]= “В”, text [1]=“город “ … , text [4] в данном тексте не используется
В
У
\0
з
и
г
м
а
о
р
о
д
\0
п
р
и
ш л
а
\0
\0
32

33.

Хранение текста
2) Одномерным массивом char str [N*M];
где N = максимальное количество слов в тексте,
M = максимальная длина слова + 1 (для разделителей между словами.
Пример: Текст “В город пришла зима.” char str [35];
str[0]==‘B’, str [1]= ‘_’, str [2]=‘г’, …
В _ г
о р о д _ п р и ш л а _ з
и м а \0 …
… … …
33