Строковый тип
В программировании, строковый тип (англ. string «нить, вереница») — тип данных, значениями которого является произвольная последовательность (строка) символов алфавита. Каждая переменная такого типа (строковая переменная) может быть представлена фиксированным количеством байтов либо иметь произвольную длину.
Содержание
Представление в памяти
Некоторые языки программирования накладывают ограничения на максимальную длину строки, но в большинстве языков подобные ограничения отсутствуют. При использовании Unicode каждый символ строкового типа может требовать двух или даже четырёх байтов для своего представления.
Основные проблемы в машинном представлении строкового типа:
В представлении строк в памяти компьютера существует два принципиально разных подхода.
Представление массивом символов
В этом подходе строки представляются массивом символов; при этом размер массива хранится в отдельной (служебной) области. От названия языка Pascal, где этот метод был впервые реализован, данный метод получил название Pascal strings.
Слегка оптимизированным вариантом этого метода является т. н. формат c-addr u (от англ. character-aligned address + unsigned number ), применяемый в Форте. В отличие от Pascal strings, здесь размер массива хранится не совместно со строковыми данными, а является частью указателя на строку.
Преимущества
Недостатки
Метод «завершающего байта»
Второй метод заключается в использовании «завершающего байта». Одно из возможных значений символов алфавита (как правило, это символ с кодом 0) выбирается в качестве признака конца строки, и строка хранится как последовательность байтов от начала до конца. Есть системы, в которых в качестве признака конца строки используется не символ 0, а байт 0xFF (255) или код символа «$».
Метод имеет три названия — ASCIIZ (символы в кодировке ASCII с нулевым завершающим байтом), C-strings (наибольшее распространение метод получил именно в языке Си) и метод нуль-терминированных строк.
Преимущества
Недостатки
Использование обоих методов
В таких языках, как, например, Оберон, строка размещается в массиве символов определённой длины, причём её конец обозначается нулевым символом. По умолчанию, весь массив заполнен нулевыми символами. Такой способ позволяет объединить многие преимущества обоих подходов, а также избежать большинство их недостатков.
Реализация в языках программирования
Операции
Представление символов строки
До последнего времени один символ всегда кодировался одним байтом (8 двоичных битов; применялись также кодировки с 7 битами на символ), что позволяло представлять 256 (128 при семибитной кодировке) возможных значений. Однако для полноценного представления символов алфавитов нескольких языков (многоязыковых документов, типографских символов — несколько видов кавычек, тире, нескольких видов пробелов и для написания текстов на иероглифических языках — китайском, японском и корейском) 256 символов недостаточно. Для решения этой проблемы существует несколько методов:
Тип данных String (Visual Basic)
Содержит последовательности 16-разрядных (2-байтовых) кодовых точек без знака, которые находятся в диапазоне от 0 до 65535. Каждая кодовая точка, или код символа, представляет один символ Юникода. Строка может содержать от 0 до приблизительно 2 000 000 000 (2 ^ 31) символов Юникода.
Комментарии
Значение по умолчанию String — Nothing (пустая ссылка). Обратите внимание, что это не то же самое, что пустая строка (значение «» ).
Символы Юникода
Первая 128 кодовых позиций (0 – 127) Юникода соответствует буквам и символам стандартной клавиатуры США. Первые 128 кодовые точки те же, что и кодировка ASCII. Вторая 128 кодовых позиций (128 – 255) представляет специальные символы, такие как буквы латинского алфавита, диакритические знаки, символы валют и дроби. В Юникоде используются оставшиеся кодовые точки (256-65535) для широкого спектра символов. Это включает в себя международные текстовые символы, диакритические знаки, математические и технические символы.
IsDigitДля определения своей классификации Юникода можно использовать методы, например и, для IsPunctuation отдельного символа в String переменной.
Требования к формату
Литерал необходимо заключать String в кавычки ( » » ). Если необходимо включить кавычки в качестве одного из символов в строке, используются две смежные кавычки ( «» ). Это показано в следующем примере.
Обратите внимание, что смежные кавычки, представляющие кавычки в строке, не зависят от кавычек, начинающихся и заканчивая String литералом.
Манипуляции со строками
После присвоения строки String переменной эта строка является неизменяемой, что означает, что изменить ее длину или содержимое нельзя. при изменении строки каким-либо образом Visual Basic создает новую строку и задействует предыдущую. String Затем переменная указывает на новую строку.
Вы можете манипулировать содержимым переменной с String помощью различных строковых функций. В следующем примере показана Left функция
Строка, созданная другим компонентом, может быть дополнена начальными или конечными пробелами. Если вы получаете такую строку, Trim LTrim RTrim для удаления этих пробелов можно использовать функции, и.
Дополнительные сведения об операциях со строками см. в разделе строки.
Советы по программированию
Отрицательные числа. Помните, что символы, удерживаемые, String не подписаны и не могут представлять отрицательные значения. В любом случае не следует использовать String для хранения числовых значений.
Строки (Руководство по программированию на C#)
Сравнение строки и System.String
Объявление и инициализация строк
Вы можете объявлять и инициализировать строки различными способами, как показано в следующем примере:
Обратите внимание, что вы не используете оператор new для создания объекта строки, за исключением случаев инициализации строки с помощью массива символов.
Инициализируйте строку с константным значением Empty для создания нового объекта String, строка которого имеет нулевую длину. Представлением строкового литерала строки с нулевой длиной является «». Если вы инициализируете строки со значением Empty вместо NULL, вы снизите вероятность появления исключения NullReferenceException. Используйте статический метод IsNullOrEmpty(String), чтобы проверить значение строки, прежде чем пытаться получить к ней доступ.
Неизменность строковых объектов
Так как «изменение» строки на самом деле является созданием новой строки, создавать ссылки на строки следует с осторожностью. Если вы создадите ссылку на строку, а затем «измените» исходную строку, ссылка будет по-прежнему указывать на исходный объект, а не на новый объект, который был создан при изменении строки. Это поведение проиллюстрировано в следующем коде:
Сведения о создании новых строк, основанных на таких изменениях, как операции поиска и замены исходной строки, см. в инструкциях по изменению содержимого строки.
Регулярные и буквальные строковые литералы
Используйте регулярные строковые литералы, когда вам нужно внедрить escape-символы, доступные в C#, как показано в следующем примере:
Буквальные строковые литералы используются для удобства и читабельности, если текст строки содержит символы обратной косой черты, например в путях к файлам. Так как буквальные строки сохраняют символы новой строки как часть текста строки, их можно использовать для инициализации многострочных строк. Используйте двойные кавычки, чтобы вставить кавычки в буквальной строке. В следующем примере показаны наиболее часто используемым буквальные строки:
Escape-последовательности строк
| Escape-последовательность | Имя символа | Кодировка Юникод |
|---|---|---|
| \’ | Одинарная кавычка | 0x0027 |
| \» | Двойная кавычка | 0x0022 |
| \\ | Обратная косая черта | 0x005C |
| \0 | Null | 0x0000 |
| \a | Предупреждение | 0x0007 |
| \b | Backspace | 0x0008 |
| \f | Перевод страницы | 0x000C |
| \n | Новая строка | 0x000A |
| \r | Возврат каретки | 0x000D |
| \t | Горизонтальная табуляция | 0x0009 |
| \v | Вертикальная табуляция | 0x000B |
| \u | Escape-последовательность Юникода (UTF-16) | \uHHHH (диапазон: 0000–FFFF; пример: \u00E7 = «ç») |
| \U | Escape-последовательность Юникода (UTF-32) | \U00HHHHHH (диапазон: 000000–10FFFF; пример: \U0001F47D = «👽») |
| \x | Escape-последовательность Юникода аналогична «\u», она отличается только длиной переменной | \xH[H][H][H] (диапазон: 0–FFFF; пример: \x00E7 или \x0E7 или \xE7 = «ç») |
Если вы используете escape-последовательность \x с менее чем четырьмя шестнадцатеричными цифрами, то когда непосредственно следующие за ней символы также являются допустимыми шестнадцатеричными цифрами (т. е. 0–9, A–F и a–f), они будут интерпретированы как часть этой escape-последовательности. Например, \xA1 дает результат «¡», являющийся кодовой точкой U+00A1. Однако если следующий символ — «A» или «a», тогда escape-последовательность будет интерпретироваться как \xA1A и даст результат «ਚ», являющийся кодовой точкой U+0A1A. В таких случаях, чтобы избежать некорректной интерпретации, указывайте все четыре шестнадцатеричных знака (например, \x00A1 ).
Во время компиляции буквальные строки преобразуются в обычные строки с теми же escape-последовательностями. Поэтому, если вы просматриваете буквальную строку в окне контрольных значений отладчика, вы увидите escape-символы, добавленные компилятором, а не буквальную версию из исходного кода. Например, буквальная строка @»C:\files.txt» будет отображаться в окне контрольных значений как «C:\\files.txt».
Строки формата
Строка формата — это строка, содержимое которой можно определить динамически во время выполнения. Строки формата создаются путем внедрения интерполированных выражений или заполнителей внутри фигурных скобок в строке. Весь код внутри фигурных скобок ( <. >) будет преобразован в значение и выходные данные как отформатированная строка во время выполнения. Существует два способа создания строк формата: интерполяция строк и составное форматирование.
Интерполяция строк
Начиная с C# 10, можно использовать интерполяцию строк для инициализации константной строки, если все выражения, используемые для заполнителей, также являются константными строками.
Составное форматирование
String.Format использует заполнители в фигурных скобках, чтобы создать строку формата. В этом примере результат аналогичен выходным данным, получаемым с помощью метода интерполяции строк, описанного выше.
Подстроки
Подстрока — это последовательность символов, содержащихся в строке. Используйте метод Substring, чтобы создать новую строку из части исходной строки. Одно вхождение подстроки или несколько можно найти с помощью метода IndexOf. Используйте метод Replace, чтобы заменить все вхождения указанной подстроки новой строкой. Как и метод Substring, метод Replace фактически возвращает новую строку и не изменяет исходную строку. См. дополнительные сведения о поиске строк и изменении содержимого строк.
Доступ к отдельным символам
Используя нотацию массива со значением индекса, можно получить доступ только для чтения к отдельным символам, как показано в следующем примере:
Если вам необходимо изменить отдельные символы в строке и функций методов String вам недостаточно, используйте объект StringBuilder, чтобы изменить отдельные символы «на месте», а затем создайте новую строку для сохранения результатов с помощью методов StringBuilder. В следующем примере предположим, что необходимо определенным образом изменить исходную строку, а затем сохранить результаты для дальнейшего использования:
Строки NULL и пустые строки
Пустая строка — это экземпляр объекта System.String, который содержит нуль символов. Пустые строки часто используются в различных сценариях программирования для представления пустого текстового поля. Вы можете вызывать методы для пустых строк, так как они являются допустимыми объектами System.String. Пустые строки инициализируются следующим образом:
В отличие от пустых строк строка NULL не ссылается на экземпляр объекта System.String, поэтому любая попытка вызвать метод для строки NULL приводит к исключению NullReferenceException. Но вы можете использовать строки NULL в операциях объединения и сравнения с другими строками. В следующих примерах показаны случаи, в которых ссылка на строку NULL вызывает и не вызывает исключение:
Использование класса StringBuilder для быстрого создания строк
В этом примере объект StringBuilder используется для создания строки из набора числовых типов:
Строки, методы расширения и LINQ
Тип STRING
STRING [ максимальная длина ]
— строке можно присвоить строку;
— строки можно вводить процедурой READLN;
— строки можно выводить процедурой WRITE[LN];
— для строк определена операция сцепления +, при этом вторая строка дописывается справа к первой и длина результата становится равной сумме длин операндов (если она не превосходит 255).
Запишем программу, выполняющую простейшие операции со строками:
TYPE ShortString = STRING[80];
VAR s1,s2 : ShortString; s3 : STRING;
BEGIN WRITE(‘Введите 1-ю строку ‘); READLN(s1);
WRITE(‘Введите 2-ю строку ‘); READLN(s2);
WRITELN(‘Вы ввели ‘,s1,’ и ‘,s2); WRITELN(‘s1+s2=’,s1+s2);
s3:=s1+s1+s1; WRITELN(‘s1,повторенная 3 раза ‘,s3);
Обратите внимание, что при вводе строк всегда используется READLN, но не READ. Процедура READ в отличие от READLN считывает лишь символы до символа конца строки (клавиша Enter), который остается в буфере клавиатуры. Таким образом, пользуясь процедурой READ можно ввести только одну строку; все строки, вводимые вслед за первой, станут пустыми. Например, программа
BEGIN WRITE(‘Введите 1-ю строку ‘); READ(s1);
WRITE(‘Введите 2-ю строку ‘); READ(s2);
WRITELN(‘Вы ввели «‘,s1,'» и «‘,s2,'»‘);
при входном потоке abcdef Enter 123456 Enter выведет : Вы ввели «abcdef» и «». Запишем теперь программу, которая вводит некоторую строку, заменяет в ней все цифры на пробелы и дописывает в конец строки символы «. «:
VAR s : STRING; L,i : Byte;
BEGIN WRITE(‘Введите строку ‘); READLN(s);
FOR i:=1 TO L DO IF s[i] IN [‘0′..’9′] THEN s[i]:=’ ‘;
FOR i:=L+1 TO L+3 DO s[i]:=’?’;
WRITELN(‘Вот что получилось : ‘,s);
Для обработки строк в Паскале существует несколько стандартных функций и процедур :
Из вышеизложенного понятно, что процедуры и функции могут иметь параметры типа STRING (что неудивительно), но также допустимы функции типа STRING, хотя это и не скалярный тип. Еще две стандартные процедуры предназначены для перевода строки в число и числа в строку:
Теперь, зная процедуру Val, вы можете организовать надежный ввод числовых данных в любой своей программе. Предположим, что программа должна вводить вещественное значение F. Мы можем записать это так :
WRITE(‘Введите F ‘); READLN(S);
Val(S,F,Code); IF Code=0 THEN Break;
1) удалим завершающие пробелы, после чего текст примет регулярный вид *X*X. *X;
2) удалим лидирующие пробелы;
3) выделим первое слово и удалим его из текста.
После выполнения пунктов 2 и 3 мы получили одно слово и текст стал короче на одно слово, сохранив при этом свою структуру. Очевидно, что пункты 2 и 3 следует выполнять до тех пор, пока текст не пуст. Запишем программу, реализующую этот алгоритм.
VAR s : STRING; i : Byte;
CONST Letters : SET OF Char = [‘а’..’п’,’р’..’я’,’А’..’Я’];
BEGIN WRITE(‘Введите текст ‘); READLN(s);
WHILE NOT(s[Length(s)] IN Letters) DO Delete(s,Length(s),1);
WHILE NOT(s[1] IN Letters) DO Delete(s,1,1);
Pascal: Занятие № 11. Строковый тип данных в Паскаль
Символьный тип char в Паскале
Символьной переменной соответствует тип char:
Инициализация символьной переменной:
Основные функции для работы с символами
Функция преобразует целое число, имеющее тип BYTE, в один символ ASCII-кода:
Функция возвращает порядковый номер символа параметра в таблице ASCII:
var i: integer; begin for i:=32 to 255 do write(chr(i):3); end.
Строковые переменные в Паскаль
Строковые переменные в Паскале имеют тип String
Объявление и инициализация строковой переменной:
var a:string; begin a:=’Привет всем!’; writeln(a); end.
Ввод значения строковой переменной с клавиатуры:
var a:string; begin writeln(‘Введите слово’); readln(a); writeln(‘Вы ввели слово ‘,a); end.
Строка «рассматривается» компилятором, как массив букв:
Функции работы со строками в Pascal
var s:string[30]; n,i:integer; begin writeln(‘введите текст’); readln(s); n:=0; for i:=1 to length(s) do if s[i]=’f’ then n:=n+1; write(‘в тексте букв f = ‘,n) end.
* Задание повышенной сложности: запросить у пользователя ввести подстроку, которую требуется удалить из исходной строки.
* усложненный вариант: предусмотреть, что в начале или в конце введенной строки введен пробел
const m = [‘0’..’9′]; var s: string; i, k: byte; begin read(s); k := 0; for i := 1 to length(s) do if s[i] in m then inc(k); writeln(‘цифр = ‘, k); readln; end.
var a,b,c:string; i:longint; begin write(‘введите слово:’); readln(a); b:=»; for i:=1 to length(a) do b:=a[i]+b; if a=b then write(‘перевертыш’) else write(‘не перевертыш’); end.
String 6. Определить, встречается ли в тексте сочетание букв «ку».
String 7. Заменить данную букву в слове другой буквой (буквы вводит пользователь).
Примечание:
Использовать функции: Pos, Copy, Delete
Пример:
Трудность низкая:
Программа должна формировать в памяти вторую строковую переменную с измененным текстом, а потом выводить ее на экран.
Трудность высокая:
Программа должна преобразовывать исходную строку без использования дополнительных переменных, и затем выводить ее на экран.
А теперь рассмотрим олимпиадное задание по Паскалю:
Посимвольный ввод до пробела
Посимвольный ввод удобен для «мгновенной» обработки символов в строке.
Для организации массива символьных строк:
Пример:
Потренируйтесь в решении задач по теме, щелкнув по пиктограмме: