3.字符串

一、基本介绍

1.定义

一个字符串 $S$ 是将 $n$ 个字符顺次排列形成的序列，$n$ 称为 $S$ 的长度，表示为 $|S|$。

如果字符串下标从 $1$ 开始计算，$S$ 的第 $i$ 个字符表示为 $S[i]$

如果字符串下标从 $0$ 开始计算，$S$ 的第 $i$ 个字符表示为 $S[i-1]$

2.基本运用

声明、赋值和输出的方式与基础数据类型相同

string str;
str = "China";
cout << str << endl;
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3.加法运算

string s1 = "Chi", s2 = "na";
string str = s1 + s2;
cout << str << endl;
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字符串加法表示字符串的连接

4.字典序

设存在两个字符串$s1,s2$，长度分别为$n,m(n\le m)$。字符串比较时以$ASCII$码值大小为依据，逐位进行比较排序。若前$n$位相同，则长度更长的字符串更大。

字符串比较时可以直接使用比较运算符来进行操作。

string s1 = "the", s2 = "these";
cout << (s1 < s2) << endl;//true
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5.子串与子序列

• 子串：字符串 $S$ 的子串 $S[i...j],i\le j$，表示 $S$ 串中从 $i$ 到 $j$ 这一段，也就是顺次排序 $s[i],s[i+1],...,s[j]$ 形成的字符串
• 子序列：字符串 $S$ 的子序列是从 $S$ 中将若干元素提取出来并不改变相对位置形成的序列，即 $s[p_1],s[p_2],...,s[p_k],0\le p_1\le p_2\le p_k\le |S|-1$

6.前缀与后缀

后缀 是指从某个位置 开始到整个串末尾结束的一个特殊子串。字符串 $S$ 的从 $i$ 开头的后缀表示为 $\text{Suffix(S,i)}$，也就是 $\text{Suffix(S,i)}=S[i..|S|-1]$。举例来说，字符串 abcabcd 的所有后缀为 {d, cd, bcd, abcd, cabcd, bcabcd, abcabcd}

前缀 是指从串首开始到某个位置 $i$ 结束的一个特殊子串。字符串 $S$ 的以 $i$ 结尾的前缀表示为 $\text{Prefix(S,i)}$，也就是 $\text{Prefix(S,i)}=S[\mathrm{0..}i]$。举例来说，字符串 abcabcd 的所有前缀为 {a, ab, abc, abca, abcab, abcabc, abcabcd}。

二、读入

1.读取一个字符串

string str;
cin >> str;
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2.读取一整行

因为cin会自动以空格为字符串的分隔，所以获取包含空格的字符串，我们需要使用getline来获取一整行的所有字符作为一个新的字符串，然后根据题目的情况去做拆分。

string str;
getline(cin,str);
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三、基本函数运用

1.获取字符串长度

string str = "China";
cout << str.size() << endl;//5
cout << str.length() << endl;//5
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2.查找子串位置

传递一个参数，表示需要查找的字符串，返回一个整数，表示所查找的字符串所在的下标。

string str = "China";
cout << str.find("in") << endl;//2
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3.插入字符串

第一个参数表示起始位置，第二个参数表示需要插入的字符串

string str = "China";
str.insert(2,"someone");
cout << str << endl;//Chisomeonena
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4.截取字符串

第一个参数表示起始位置，第二个参数表示截取长度

string str = "Chinese people";
cout << str.substr(2) << endl;//inese people
cout << str.substr(2,4) << endl;//ines
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5.替换字符串

第一个参数表示起始位置，第二个参数表示替换长度（原字符串），第三个参数表示新的字符串

string str = "Chinese people";
cout << str.replace(0,7,"American") << endl;//American people
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6.翻转字符串

reverse(arr+i,arr+j)反转数组$i\sim j-1$上的所有元素（不只是字符串）

reverse(a.begin()+i,a.begin()+j)反转string类型的字符串上$i\sim j-1$上的所有元素

使用reverse函数需要添加头文件#include

#include 
#include 

using namespace std;
int main()
{
    string str = "China";
    reverse(str.begin(), str.end());
    cout << str << endl;//anihC
    
    return 0;
}
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四、C语言中的字符数组

在 C 语言中我们使用字符数组来表示字符串，即类型为 char 的数组。定义方式与普通的数组完全一致，并会使用空字符 \0 表示字符串的结尾。

1.输入输出

因为数组的名字本身就代表地址，所以在读入字符串时不需要加上 &。注意 scanf 会在遇到空格和回车时终止读入。

char str[110];
scanf("%s",str);
printf("%s",str);
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2.获取字符串的长度

strlen(const char *str)：返回从 str[0] 开始直到 '\0' 的字符数。注意，未开启 O2 优化时，该操作写在循环条件中复杂度是 $O(N)$ 的。

3.比较两个字符串

strcmp(const char *str1, const char *str2)：按照字典序比较 str1 str2 若 str1 字典序小返回负值，两者一样返回 0，str1 字典序更大则返回正值。请注意，不要简单的认为返回值只有 0、1、-1 三种，在不同平台下的返回值都遵循正负，但并非都是 0、1、-1。

4.复制字符串

strcpy(char *str, const char *src)：把 src 中的字符复制到 str 中，str src 均为字符数组头指针，返回值为 str 包含空终止符号 '\0'。

五、作业

P1055 [NOIP2008 普及组] ISBN 号码

P1781 宇宙总统

P1957 口算练习题

P5015 [NOIP2018 普及组] 标题统计

P5734 【深基6.例6】文字处理软件