Семакин И.Г., Шестаков А.П. Основы программирования

Подождите немного. Документ загружается.

4.11.

Обработка символьных строк

В языках Си/Си++ нет специально определенного строкового

типа данных, как в Турбо Паскале. Символьные строки организу-

ются как массивы символов, последним из которых является сим-

вол \0, внутренний код которого равен нулю. Отсюда следует одно

важное преимущество перед строками в Турбо Паскале, где раз-

мер строки не может превышать 255 (длина указывается в первом

байте),

—

на длину символьного массива в Си нет ограничения.

Строка описывается как символьный массив. Например:

char STR[20];

Одновременно с описанием строка может инициализировать-

ся.

Возможны два способа инициализации строки

—

с помощью

строковой константы и в виде списка символов:

char S[10]="строка";

char S[]="строка";

char S[10]={

,'T

p','o

,'K

\0'};

По результату первого описания под строку s будет выделено 10

байт памяти, из них первые 7 получат значения при инициализа-

ции (седьмой

—

нулевой

символ).

Второе описание сформирует

стро-

ку из семи символов. Третье описание по результату равнозначно

первому. Конечно, можно определить символьный массив и так:

char S[10]={'c

,'p',

,'K

,'a'};

т.е.

без нулевого символа в конце. Но это приведет к проблемам с

обработкой такой строки, так как будет отсутствовать ориентир

на его окончание.

Отдельные символы строки идентифицируются индексирован-

ными именами. Например, в описанной выше строке s

[ 0 ]

=' с',

S[5] = 'a\

Обработка строк обычно связана с перебором всех символов от

начала до конца. Признаком конца такого перебора является об-

наружение нулевого символа. В следующей программе произво-

дятся последовательная замена всех символов строки на звездоч-

ки и подсчет длины строки.

Пример 1.

//Замена символов на звездочки

•include <stdio.h>

•include <conio.h>

void main()

{ char

S[]="fh5j";

int i=0;

clrscr();

puts(S)

;

230

while(S[i])

{S[i++]='*'

;

puts(S);}

printf("\n,Длина

строки=",i);

}

В результате выполнения программы на экране получим:

fh5j

*h5j

**5j

• * * *

Длина строки=4

В этой программе цикл повторяет свое выполнение, пока s [i]

не получит значение нулевого символа.

Для вывода строки на экран в стандартной библиотеке stdio

имеется функция puts (). Аргументом этой функции указывается

имя строки. В этой же библиотеке есть функция ввода строки с

клавиатуры с именем gets (). В качестве аргумента указывается

имя строки, в которую производится ввод.

Среди стандартных библиотек Си/Си++ существует библиоте-

ка функций для обработки строк. Ее заголовочный файл —

string.h.

следующем примере используется функция определе-

ния длины строки из этой библиотеки. Имя функции

—

strlen ().

качестве аргумента указывается имя строки.

Пример 2. Ввести символьную строку. Перевернуть (обратить)

эту строку. Например, если ввели строку «abcdef», то в результа-

те в ней должны получить «f edcba».

//Обращение строки

#include <stdio.h>

tinclude <string.h>

•include <conio.h>

void main()

{ char

C,S[10];

int i;

clrscr

();

printf("Введите

строку");

gets(S);

for(i=0;

i<=(strlen(S)-l)/2; i++)

{

C=S[i];

S[i]=S[strlen(S)-i-1];

S[strlen(S)-i-l]=C;}

printf("ХпПеревернутая

строка:");

puts(S);

}

Идея алгоритма состоит в перестановке символов, располо-

женных на одинаковом расстоянии от начала и конца строки. Пе-

231

ребор элементов строки доходит до ее середины. Составляя по-

добные программы, не надо забывать, что индекс первого симво-

ла строки — 0, а индекс последнего на единицу меньше длины

строки.

Строка как параметр функции. Использование строк в качестве

параметра функции аналогично рассмотренному выше использо-

ванию массивов других типов. Необходимо помнить, что имя мас-

сива есть указатель на его начало. Однако для строк имеется одно

существенное отличие от массивов других типов: имя

строки

явля-

ется указателем-переменной, и, следовательно, его значение мо-

жет подвергаться изменению. Стандарт Си рекомендует в заголов-

ках функций, работающих со строками, явно использовать обо-

значение символьного указателя.

Пример 1. Запишем определение функции вычисления длины

строки (аналог стандартной функции strlen ()).

int length(char *s)

{ int k;

for(k=0;

*s++!

'\0';

k++)

;

return k;

}

Здесь функция использует явный механизм работы с указате-

лем. Изменение значения указателя s допустимо благодаря тому,

что он является переменной. Еще раз напомним, что для число-

вых массивов этого делать нельзя! Если соблюдать данное ограни-

чение и для строк, то условное выражение в операторе for сле-

довало бы писать так: *(s + k)

! =

'\0 ' или s[k]!

'\0'.

Обдумайте это обстоятельство!

Пример 2. Оформим программу обращения строки в виде фун-

кции и напишем основную программу, использующую ее. Алго-

ритм обращения реализуем иначе, чем в рассмотренной выше про-

грамме. Для определения длины строки не будем пользоваться стан-

дартной функцией. Для вывода строки на экран применим функцию

printfO со спецификатором %s (работает аналогично функции

puts ()).

//Обращение строки

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

//Прототипы функций

int length(char*str);

void invers(char*str);

// Основная программа

void main()

{ char S[]="123456789";

clrscr

()

;

232

invers(S);//Вызов функции обращения строки

printf("\n%s",S);

}

//Функция вычисления длины строки

int length(char *s)

{ int k;

for(k=0;

*s++!='\0';

k++)

;

return k;

}

//Функция обращения строки

void invers(char *e)

{ char c;

int

i,j,m;

m=length(e);

//Вызов функции length

for(i=0, j=m-l; i<j; i++, j—)

{ c=e[i]; e[i]=e[j]; e[j]=c; }

}

В результате выполнения этой программы на экране получим

строку:

9876543210

И снова обратим внимание на то, что здесь функция invers ()

работает аналогично паскалевской процедуре. Обмен параметра-

ми через указатели имитирует обмен по имени.

Пример 3. Описать функцию вставки символа в строку. Пара-

метры функции: строка, позиция вставки, вставляемый символ.

Использовать эту функцию в основной программе, где исходная

строка, номер позиции и вставляемый символ задаются вводом.

// Вставка символа в строку

tinclude <stdio.h>

#include <string.h>

#include <conio.h>

void INSERT(char *str, int p, char c)

{ int i;

for(i=strlen(str);

i>=p; i—)

str[i+l]=str[i];

str[p]=c;

}

void main()

{ char c,

S[100];

int n;

clrscr();

puts("Введите

строку:");

gets

(S)

;

puts("Введите позицию

вставки:");

scanf("%d",&n);

puts("Введите

символ:");

c=getche();

INSERT(S,n,

с)

;

233

puts("ХпРезультат:"); puts(S);

}

Вот

вариант диалога на экране при выполнении этой программы:

Введите строку:

0123456789

Введите позицию вставки:

Введите символ:

Результат:

0123*456789

этой программе наряду с рассмотренными ранее функциями

для ввода и вывода строки gets () и puts () используется функ-

ция чтения символа с клавиатуры getcheO из библиотеки

stdio.

Ее прототип имеет

вид:

int getche (void). Она возвра-

щает значение символа, введенного с клавиатуры, которое может

быть присвоено символьной переменной.

Упражнения

Составить

программу подсчета количества цифр

в данной

строке.

Составить программу, которая

по

данной символьной строке

формирует числовой массив, содержащий коды символов, состав-

ляющих строку.

Составить функцию, определяющую тождественность двух

данных строк.

Составить программу, удаляющую в данной строке каждый

символ с четным номером.

Составить функцию конкатенации (слияния) двух строк. В

основной программе использовать эту функцию для слияния че-

тырех строк.

6. Составить функцию, переводящую десятичное целое число,

представленное в символьном виде, в соответствующую величину

целого типа.

Составить функцию, переводящую десятичное вещественное

число, представленное в символьном виде, в соответствующую

величину плавающего типа.

4.12.

Структуры и объединения

В языках Си/Си++ понятие структуры аналогично понятию

записи (record) в Паскале. Это структурированный тип данных,

представляющий собой поименованную совокупность разнотип-

ных элементов. Тип структура обычно используется при разра-

ботке информационных систем, баз данных.

234

Правила использования структур обсудим на примере, анало-

гичном тому, который рассматривался в разделе 3.20 примени-

тельно к Паскалю.

Сведения о выплате студентам стипендии требуется организо-

вать в виде, показанном на рис. 46.

Студент

Фамилия

Курс Группа

Стипендия

Рис.

Элементы такой структуры (фамилия, курс, группа, стипен-

дия) называются полями. Каждому полю должно быть поставлено

в соответствие имя и тип.

Формат описания структурного типа следующий:

struct имя_типа

{определения_элементов};

В конце обязательно ставится точка с запятой (это оператор).

Для рассмотренного примера определение соответствующего

структурного типа может быть следующим:

struct student {char fam[30];

int kurs;

char grup[3];

float stip;

После этого student становится именем структурного типа,

который может быть назначен некоторым переменным. В соответ-

ствие со стандартом Си это нужно делать так:

struct student studl,

stud2;

Правила Си++ разрешают в этом случае служебное слово

struct опускать и писать

student studl,

stud2;

Здесь studl и stud2 — переменные структурного типа.

Допускаются и другие варианты описания структурных пере-

менных. Можно вообще не задавать имя типа, а описывать сразу

переменные:

struct {char fam[30];

int kurs;

235

char

grup[3];

float stip;

} studl,

stud2,

*pst;

B этом примере кроме двух переменных структурного типа объяв-

лен указатель pst на такую структуру. В данном описании можно

было сохранить имя структурного типа student.

Обращение к элементам (полям) структурной величины про-

изводится с помощью уточненного имени следующего формата:

имя_структуры.имя_элемента

Снова все похоже на Паскаль. Примеры уточненных имен для

описанных выше переменных:

studl.fam; studl.stip

Значения элементов структуры могут определяться вводом, при-

сваиванием, инициализацией. Пример инициализации в описании:

student studl={"Кротов", 3,

"Ф32",

350};

Пусть в программе определен указатель на структуру

student

*pst,

studl;

Тогда после выполнения оператора присваивания

pst=&studl;

к каждому элементу структурной переменной studl можно обра-

щаться тремя способами. Например, для поля fam

studl.fam или (*pst).fam или pst->fam

В последнем варианте используется знак

операции доступа

к эле-

менту

структуры:

—>. Аналогично можно обращаться и к другим

элементам этой переменной:

pst->FIO, pst->grup, pst->stip.

Поля структуры могут сами иметь структурный тип. Такие ве-

личины представляют многоуровневые деревья.

Допускается использование массивов структур. Например, све-

дения о 100 студентах могут храниться в массиве, описанном

следующим образом:

student

stud[100];

Тогда сведения об отдельных студентах будут обозначаться,

например, так: studfi] .fam, stud[5] .kurs и т.п. Если нужно

взять первую букву фамилии 25-го студента, то следует писать:

stud[25].fam[0].

Пример 1. Ввести сведения об N

студентах.

Определить фамилии

студентов, получающих самую высокую стипендию.

•include <stdio.h>

236

•include <conio.h>

void main

(}

{

const

N=30;

int i; float

maxs;

struct student {char

fam[15];

int

kurs;

char

grup[3];

float stip;

};

student

stud[N];

clrscr();

for(i=0;i<N;i++)

{ printf("%d-n

студент",i);

printf("\п"Фамилия:");scanf("%s",&stud[i].fam);

printf("Курс:");

scanf("%d",

&stud[i] .kurs)

;

printf("Группа:")

;

scanf("%s",&stud[i]

.grup);

printf("Стипендия:");

scanf("%f",&stud[i].stip);

}

maxs=0;

for(i=0;i<N;i++)

if(stud[i].stip>maxs) maxs=stud[i].stip;

printf("\n Студенты,получающие максимальную

стипендию %f

руб.",

maxs);

for(i=0;

i<N; i++)

if(stud[i].stip==maxs) printf("\n%s",stud[i].fam);

}

Элемент

структуры типа поля

битов. Использование структуры в

программе на Си позволяет работать с отдельными битами, т.е. с

разрядами двоичного

кода.

Для этого используются элементы струк-

туры типа поля битов. Формат структуры, содержащий поля би-

тов,

struct имя_структуры

{ тип имя_поля 1: длина_в_битах;

тип имя поля 2: длина в битах;

тип имя_поля_Ы: длина_в_битах;

};

В качестве типа полей могут использоваться спецификаторы

int, unsigned, signed. Минимальной величиной такого типа

может быть структура, состоящая всего из одного битового поля.

Пример описания такой структуры:

struct onebit

{ unsigned

bit:1;

} cod;

237

Конечно, для переменной cod в памяти будет выделено 8 бит

(1 байт), но использоваться будет только один первый бит.

Объединение. Объединение — это еще один структурирован-

ный тип данных. Объединение похоже на структуру и в своем опи-

сании отличается от структуры тем, что вместо ключевого слова

struct используется слово union.

union имя_типа

{определения_элементов};

Объединение отличается от структуры способом организации

во внутренней памяти.

Все

элементы объединения

в памяти начина-

ются с

одного

байта.

Пусть в программе описана структура:

struct S

{ int i;

char ch;

long int L;

};

Расположение ее элементов в памяти будет следующим:

байт

байт байт

Элементы структуры занимают последовательные ячейки па-

мяти с размером, соответствующим типу. Общий размер структу-

ры равен сумме длин полей.

А теперь рассмотрим объединение со следующим описанием:

union s

{ int i;

char ch;

long int L;

};

Величина с таким типом в памяти будет расположена следую-

щим образом:

байт

Поля объединения накладываются друг на друга. Общий объем

занимаемой памяти равен размеру самого большого поля.

Изменение значения любого поля объединения меняет значе-

ния других полей.

238

Пример 2. Составим программу решения следующей задачи: с

клавиатуры вводится символ. Вывести на экран двоичный код этого

символа.

//Получение двоичного кода символа

•include <stdio.h>

•include <conio.h>

//Структура битовых полей

struct byte{int

bl:l;

int

};

//Объединение

union bits

{char

ch;

byte

cod

b2:l

b3:l

b4:l

b5:l

b6:l

b7:l

b8:l

переменная

}

//Прототип функции декодирования

void decode(bits

x);

//Основная программа

void main()

{ do{u.ch=getche(); //Ввод символа

клавиатуры

printf(":")

;

decode(u);

}

while(u.ch!

'q') ;

//Символ

признак

// ввода

конца

//Функция декодирования

void decode(bits

{

(u.cod.b8) printf("l")

,cod.b7)

,cod.b6)

cod.

b5)

b4)

b3)

b2)

cod.bl)

printf("1")

printf

("1")

printf

("1")

else printf

("0")

else printf

("0")

else printf

("0")

else printf

("0")

else printf

("0")

else printf

("0")

else printf

("0")

else printf

("0")

printf("\n");

В этой программе переменная-объединение и содержит два эле-

мента: символьное поле ch и битовую структуру cod, которые

накладываются друг на друга. Таким образом, оказывается воз-

239