Урок №35. Символьный тип данных

  Юрий  | 

    | 

  Обновл. 31 Мар 2019  | 

 37726

 ǀ   6 

Хоть тип char и относится к целочисленным типам данных (и, таким образом, следует всем их правилам), работа с char несколько отличается, чем с обычными целочисленными типами.

Тип данных char

Переменная типа char занимает 1 байт. Однако, вместо конвертации значения типа char в целое число, оно интерпретируется как символ ASCII.

ASCII (от англ. «American standard code for information interchange») — американский стандартный код для обмена информацией, который определяет способ представления символов английского языка (+ несколько других) в виде чисел от 0 до 127. Например: код буквы ‘а’ — 97, код буквы ‘b’ — 98. Символы всегда помещаются в одинарные кавычки.

Таблица символов ASCII:

Код Символ Код Символ Код Символ Код Символ
0 NUL (null) 32 (space) 64 @ 96 `
1 SOH (start of header) 33 ! 65 A 97 a
2 STX (start of text) 34 66 B 98 b
3 ETX (end of text) 35 # 67 C 99 c
4 EOT (end of transmission) 36 $ 68 D 100 d
5 ENQ (enquiry) 37 % 69 E 101 e
6 ACK (acknowledge) 38 & 70 F 102 f
7 BEL (bell) 39 71 G 103 g
8 BS (backspace) 40 ( 72 H 104 h
9 HT (horizontal tab) 41 ) 73 I 105 i
10 LF (line feed/new line) 42 * 74 J 106 j
11 VT (vertical tab) 43 + 75 K 107 k
12 FF (form feed / new page) 44 , 76 L 108 l
13 CR (carriage return) 45 77 M 109 m
14 SO (shift out) 46 . 78 N 110 n
15 SI (shift in) 47 / 79 O 111 o
16 DLE (data link escape) 48 0 80 P 112 p
17 DC1 (data control 1) 49 1 81 Q 113 q
18 DC2 (data control 2) 50 2 82 R 114 r
19 DC3 (data control 3) 51 3 83 S 115 s
20 DC4 (data control 4) 52 4 84 T 116 t
21 NAK (negative acknowledge) 53 5 85 U 117 u
22 SYN (synchronous idle) 54 6 86 V 118 v
23 ETB (end of transmission block) 55 7 87 W 119 w
24 CAN (cancel) 56 8 88 X 120 x
25 EM (end of medium) 57 9 89 Y 121 y
26 SUB (substitute) 58 : 90 Z 122 z
27 ESC (escape) 59 ; 91 [ 123 {
28 FS (file separator) 60 < 92 \ 124 |
29 GS (group separator) 61 = 93 ] 125 }
30 RS (record separator) 62 > 94 ^ 126 ~
31 US (unit separator) 63 ? 95 _ 127 DEL (delete)

Символы от 0 до 31 в основном используются для форматирования вывода. Большинство из них уже устарели.

Символы от 32 до 127 используются для вывода. Это буквы, цифры, знаки препинания, которые большинство компьютеров использует для отображения текста (на английском языке).

Следующие два стейтмента выполняют одно и то же (присваивают переменным типа char целое число 97):

Будьте внимательны при использовании фактических чисел с числами, которые используются для представления символов (с таблицы ASCII). Следующие два стейтмента выполняют не одно и то же:

Вывод символов


При выводе переменных типа char, объект cout выводит символы вместо цифр:

Результат:

a

Также вы можете выводить литералы типа char напрямую:

Результат:

b

Оператор static_cast

Если вы хотите вывести символы в виде цифр, а не в виде букв, то вам нужно сообщить cout выводить переменные типа char в виде целочисленных значений. Не очень хороший способ это сделать — присвоить переменной типа int переменную типа char и вывести её:

Результат:

97

Лучшим способом является конвертация переменной из одного типа данных в другой с помощью оператора static_cast.

Синтаксис static_cast выглядит следующим образом:

static_cast<новый_тип_данных>(выражение)

static_cast принимает значение из (выражения) в качестве входных данных и конвертирует его в указанный вами <новый_тип_данных>.

Пример использования оператора static_cast для конвертации типа char в тип int:

Результат выполнения программы выше:

a
97
a

Запомните, static_cast принимает (выражение) в качестве входных данных. Если мы используем переменную в (выражении), то эта переменная изменяет свой тип только в стейтменте с оператором static_cast. Процесс конвертации никак не влияет на исходную переменную с её значением! В примере выше, переменная ch остаётся переменной типа char с прежним значением, чему является подтверждением последний стейтмент с cout.

Также в static_cast нет никакой проверки по диапазону, так что если вы попытаетесь использовать числа, которые слишком большие или слишком маленькие для конвертируемого типа, то произойдёт переполнение.

Более подробно о static_cast мы ещё поговорим в соответствующем уроке.

Ввод символов


Следующая программа просит пользователя ввести символ. Затем она выводит этот символ и его ASCII код:

Результат выполнения программы выше:

Input a keyboard character: q
q has ASCII code 113

Обратите внимание, даже если cin позволит вам ввести несколько символов, переменная ch будет хранить только первый символ (именно он и помещается в переменную). Остальная часть пользовательского ввода останется во входном буфере, который использует cin и будет доступна для использования последующим вызовам cin.

Рассмотрим это всё на практике:

Результат выполнения программы выше:

Input a keyboard character: abcd
a has ASCII code 97
b has ASCII code 98

Размер, диапазон и знак типа сhar

В С++ для переменных типа char всегда выделяется 1 байт. По умолчанию, char может быть как signed, так и unsigned (хотя обычно signed). Если вы используете char для хранения ASCII символов, то вам не нужно указывать знак переменной (так как и signed, и unsigned могут содержать значения от 0 до 127).

Но если вы используете тип char для хранения небольших целых чисел, то тогда следует уточнить знак. Переменная типа char signed может хранить числа от -128 до 127. Переменная типа char unsigned имеет диапазон от 0 до 255.

Управляющие символы


В C++ есть управляющие символы (или ещё «escape-последовательность»). Они начинаются с бэкслэша (‘\‘), а затем определённой буквы или цифры.

Наиболее распространённым управляющим символов в С++ является '\n', который обозначает символ новой строки:

Результат:

First line
Second line

Ещё одним часто используемым управляющим символом является '\t', который заменяет клавишу TAB, вставляя большой отступ:

Результат:

First part        Second part

Таблица всех управляющих символов в C++:

Название Символ Значение
alert \a Предупреждение (звуковой сигнал)
backspace \b Перемещение курсора на одну позицию назад
formfeed \f Перемещение курсора к следующей логической странице
newline \n Перемещение курсора на следующую строку
carriage return \r Перемещение курсора в начало строки
horizontal tab \t Вставка горизонтального TAB-а
vertical tab \v Вставка вертикального TAB-а
single quote \’ Вставка одинарной кавычки (или апострофа)
double quote \” Вставка двойной кавычки
backslash \\ Вставка обратной косой черты (бэкслэша)
question mark \? Вставка знака вопроса
octal number \(number) Перевод числа из восьмеричной системы счисления в тип char
hex number \x(number) Перевод числа из шестнадцатеричной системы счисления в тип char

Рассмотрим пример в коде:

Результат выполнения программы выше:

"This is quoted text"
This string contains a single backslash \
6F in hex is char 'o'

Что использовать: ‘\n’ или std::endl?

Вы могли заметить, что в последнем примере мы использовали '\n' для перемещения курсора на следующую строку. Но мы могли бы использовать и std::endl. Какая между ними разница? Сейчас разберёмся.

При использовании std::cout данные для вывода могут помещаться в буфер, т.е. std::cout может не отправлять данные сразу же на вывод. Вместо этого он может оставить их при себе на некоторое время. Это делается исходя из соображений производительности.

И '\n', и std::endl оба переносят курсор на следующую строку. Только std::endl ещё гарантирует, что все данные из буфера будут выведены, перед тем, как продолжить.

Так когда же использовать '\n', а когда std::endl?

   Используйте std::endl, когда нужно, чтобы ваши данные выводились сразу же (например: при записи в файл или при обновлении индикатора состояния какого-либо процесса). Обратите внимание, это может повлечь за собой незначительное снижение производительности, особенно если запись на устройство происходит медленно (например, запись файла на диск).

   Используйте '\n' во всех остальных случаях.

Другие символьные типы: wchar_t, char16_t и char32_t

wchar_t следует избегать практически во всех случаях (кроме тех, когда происходит взаимодействие с Windows API).

Так же, как и стандарт ASCII использует целые числа для представления символов английского языка, так и другие кодировки используют целые числа для представления символов других языков. Наиболее известный стандарт (после ASCII) — Unicode, который имеет в запасе более 110 000 целых чисел для представления символов из разных языков. Есть следующие кодировки Unicode:

   UTF-32: требует 32 бита для представления символа.

   UTF-16: требует 16 бит для представления символа.

   UTF-8: требует 8 бит для представления символа.

char16_t и char32_t были добавлены в C++11 для поддержки 16-битных и 32-битных символов Unicode (8-битные символы и так поддерживаются типом char).

В чём разница между одинарными и двойными кавычками при использовании с символами?

Как вы уже знаете, символы всегда помещаются в одинарные кавычки (например: 'а', '+', '5'). Переменная типа char представляет только один символ (например: букву а, символ +, число 5). Что-то вроде следующего не является корректным:

Текст, который находится в двойных кавычках, называется строкой (например, “Hello, world!”). Строка (тип string) — это набор последовательных символов.

Вы можете использовать литералы типа string в коде:

Более подробно о string мы поговорим в соответствующем уроке.

Оценить статью:

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (176 оценок, среднее: 4,94 из 5)
Загрузка...

Комментариев: 6

  1. Аватар Alex:

    Привет!
    Вот с этим не понятно ничего:

    Каим образом x6F конвертируется в о?

    1. Аватар Константин:

      У ЭВМ нет букв — только цифры. И то только две — 0 или 1. Поэтому вкладывая ему в оперативку значение 6F, сопровождают его ксивой char, так мол и так — эта комбинация нулей и единиц должна светиться символом 'o'…

  2. Аватар Константин:

    Юрий, помогите "озадачить персонажей", например, конечный пользователь запускает файл.ехе и читает: "Введите название материала". Он пишет: "песок мокрый". Программа отвечает "Ведро с мокрым песком имеет массу 20 кг". Или он пишет: "песок сухой". Тогда программа отвечает: "Ведро с сухим песком имеет массу 15 кг". Также он может написать: "глина мокрая". А программа в ответ: "Ведро с глиной мокрой 23 кг". Ну и "глина сухая". Ответ: "Ведро с глиной сухой имеет массу 16 кг". Как закодить такую задачку?

    1. Аватар Константин:

      Все, разобрался! ПК сам-то не думает ничего! Это я должен ему всунуть заранее написанные ответы, а он их будет по запросу показывать.
      Например, std::cout<< "спрашивал? Получи ответ!" <<std::endl;. А вот применение отдельных 'б' 'у' 'к' 'в' пока не могу понять — куда их вписывать в код, какую смысловую нагрузку они несут?

  3. Аватар Степан:

    Привет, Юр.

    Вроде неплохо работает и такой вид представления символьной переменной в целочисленном виде:

    И вообще, с помощью скобок с типом данных перед переменной можно и десятичные десятичные части от деления двух целочисленных переменных ловить.

    1. Юрий Юрий:

      Привет, вы здесь используете C-style cast (явное преобразование типов данных). C-style cast не рекомендуется использовать, предпочтение отдается static_cast. Об этом подробнее в уроке 56.

      Но для простых примеров — да, можно использовать, всё работает.

Добавить комментарий

Ваш E-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *