字符串是计算机与人类沟通的重要手段

1. 字符与整数的联系 —— $ASCII$ 码

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。（循环打表看字符）

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    char c = 'a';
    cout << (int)c << endl;

    int a = 66;
    cout << (char)a << endl;

    return 0;
}

常用ASCII值：'A'- 'Z' 是 65 ~ 90，'a' - 'z' 是 97 - 122，0 - 9 是 48 - 57。 (大小写相差 $32$)

字符可以参与运算，运算时会将其当做整数，只有输出时才是字符：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 'B' - 'A';
    int b = 'A' * 'B';
    char c = 'A' + 2;

    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    cout << c << endl;

    return 0;
}

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。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
	char c;
	
	int nums = 0, chars = 0;
	while (cin >> c)
	{
		if (c >= '0' && c <= '9') nums ++ ;
		else if (c >= 'A' && c <= 'Z' || c >= 'a' && c <= 'z') chars ++ ; 
	}
	
	printf("nums: %d\nchars: %d\n", nums, chars);
		
	return 0;
} 

2. 字符数组

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 <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    char a1[] = {'C', '+', '+'};            // 列表初始化，没有空字符
    char a2[4] = {'C', '+', '+', '\0'};      // 列表初始化，含有显示的空字符
    char a3[4] = "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

	cout << sizeof a3 << endl;              // 第2、3种初始化是等价的，长度均为4 
	
    return 0;
}

2.1 字符数组的输入输出：

#include <bits/stdc++.h>
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
  	cin >> str + 1;      //从 str[1] 开始读入
	scanf("%s", str);     // 输入字符串时，遇到空格或者回车就会停止
  	scanf("%s", str + 1);
	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
  	cout << str + 1 << endl;  // 从 str[1] 开始输出
    printf("%s\n", str);
    printf("%s\n", str + 1);

    return 0;
}

读入一行字符数组，包括空格：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    char s[100];
    
    fgets(s, 100, stdin);   // gets 函数不能限制输入的长度，造成了历史上大量的缓冲区溢出漏洞，因此在新版本中被彻底删除了。
                            // 可以用 fgets 代替，但注意 fgets 会读入行末的回车字符
  	cin.getline(s, 100);
    
	puts(s)   //末尾会输出一个换行符
    cout << s << endl;

    return 0;
}

2.2 字符数组的常用操作

下面几个函数需要引入头文件:

#include <cstring>
//#include <string.h>

(1) strlen(str)，求字符串的长度,不包含 '\0'

(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！ （字典序：“10” < “2“）基于贪心

(3) strcpy(a, b)，将字符串 b 复制给从 a 开始的字符数组。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

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

    cout << strlen(a) << endl;

    strcpy(b, a);

    cout << strcmp(a, b) << endl;

    return 0;
}

2.3 遍历字符数组中的字符：

#include <bits/stdc++.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;
}

练习：找第一个只出现一次的字符

练习：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。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    string s;
    cin >> s;

    char c;
    cin >> c;

    for (int i = 0; i < s.size(); i ++ )
        if (s[i] == c)
            s[i] = '#';

    cout << s << endl;

    return 0;
}

3. 标准库类型 string

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>

3.1 定义和初始化

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    string s1;              // 默认初始化 8 Byte，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 <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    string s1, s2;

    cin >> s1 >> s2;
    cout << s1 << s2 << endl;

    return 0;
}

注意：不能用 scanf 读入，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 <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    string s;

    getline(cin, s);

    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 <bits/stdc++.h>
using namespace std;

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

    cout << s1.empty() << endl;
    cout << s2.empty() << endl;

    cout << s2.size() << endl;

    return 0;
}

注意：strlen() 是 On 的，但 size() 是 O1 的，length() 和 size() 完全一样

(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： 可以累加

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

(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 + '!';

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 <bits/stdc++.h>
using namespace std;

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

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

    return 0;
}

或者使用基于范围遍历的 for 语句：

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

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

    for (char c: s) cout << c << endl; //不加取地址符，改变 c 不会改变字符串本身

    for (char& c: s) c = 'a'; //s 也会全变成 a
  
    for (auto c: s) cout << c << endl;  //自动类型 编译器猜不出来会报错

    cout << s << endl;

    return 0;
}

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
    auto s = "hello world";
    cout << s.size() << endl; // 编译器猜不出来，会报错
	
	unordered_map<string, set<vector<int>>> S;
	unordered_map<string, set<vector<int>>>::iterator it = S.begin();

    return 0;
}

练习：密码翻译

练习：输入两个字符串，验证其中一个串是否为另一个串的子串。

备注：

1. string 的 substr(i, len) 截取字符串时包左不包右，substr(i) 从当前位置截取到最后。

   功能：从一个字符串截取一个从指定位置开始，并具有指定长度的子串。

back() // 返回最后一个字符
pop_back() // 删除最后一个字符
find(x) // 返回区间内的符合条件的第一个索引，没有则返回 npos
s.erase(i, l) // 从 i 开始往后删 l 个
s.insert(i, str) // 在 i 前插入字符串 str

#include <sstream>
stringstream ssin(s); // 把他当成 cin 只不过是从 s 这个字符串里面获取

2. string 与 int 互相转换：

   

3. 其他函数：

getchar(); // 读入一个字符
putchar(x); // 输出一个字符
islower(x) // 判断是否为小写字母
isupper(x) // 判断是否为大写字母
isdigit(x) // 判断是否为数字
isalpha(x) // 判断是否为字母

4. 输入时发现程序无法结束？

（1）采用 “文件输入输出” 的方式；

（2）EOF 即文件末尾标识符，可以通过下面的方式在命令行中输入这个符号:

  Windows：Ctrl+Z，然后敲回车
  Linux/macOS：Ctrl+D，然后敲回车

5. size() 函数返回的是一个无符号整数，当 size() == 0，再减 $1$，会导致溢出，从而使数据变大。

   建议 (signed)size() - 1：

vector<int> arr;
cout << arr.size() << endl;     // 输出 0
cout << arr.size() - 1 << endl; // 输出 429496729