Основы C/C++

Строки в C и в C++

В этом уроке вы сравните символьные массивы C и std::string в C++: получение длины, склеивание, сравнение и поиск в строке.

Введение

C хранит текст в массивах char, которые заканчиваются невидимым символом '\0', и программист сам отвечает за то, чтобы в массиве хватило места. C++ предлагает std::string, строковый тип, который сам управляет памятью и делает работу с текстом гораздо безопаснее и удобнее.

Главное

Включите предупреждения компилятора (compiler warnings) и исправьте их все.
Хорошо понимайте тип и время жизни (lifetime) каждого значения.
Всегда проверяйте входные данные и границы индексов массивов.

Примеры кода на C и C++

Запустить →

main.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

int main(void) {
    /* A C string is a char array that ends with '\0'. */
    char name[32] = "Ada";
    printf("%s has %zu letters\n", name, strlen(name));

    /* strcat appends; the array must have room for the result. */
    strcat(name, " Lovelace");
    printf("%s\n", name);

    /* strcmp returns 0 when two strings are equal. */
    printf("equal: %d\n", strcmp("cat", "cat") == 0);

    /* Walk the characters until the terminating '\0'. */
    char upper[32];
    size_t i = 0;
    for (; name[i] != '\0'; i++) {
        upper[i] = (char)toupper((unsigned char)name[i]);
    }
    upper[i] = '\0';
    printf("%s\n", upper);

    /* strstr finds a substring and returns a pointer to it, or NULL. */
    printf("contains \"love\": %s\n", strstr("lovelace", "love") ? "yes" : "no");
    return 0;
}

Результат выполнения

Ada has 3 letters
Ada Lovelace
equal: 1
ADA LOVELACE
contains "love": yes

C++

Запустить →

main.cpp

#include <algorithm>
#include <cctype>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    // std::string manages its own memory and grows as needed.
    std::string name = "Ada";
    std::cout << name << " has " << name.size() << " letters\n";

    name += " Lovelace";
    std::cout << name << '\n';

    // == compares the contents of two strings.
    std::cout << "equal: " << (std::string("cat") == "cat") << '\n';

    std::string upper = name;
    std::transform(upper.begin(), upper.end(), upper.begin(),
                   [](unsigned char c) { return static_cast<char>(std::toupper(c)); });
    std::cout << upper << '\n';

    // find returns std::string::npos when the text is missing.
    std::string word = "lovelace";
    std::cout << "contains \"love\": " << (word.find("love") != std::string::npos ? "yes" : "no") << '\n';
    std::cout << "first name: " << name.substr(0, 3) << '\n';
}

Результат выполнения

Ada has 3 letters
Ada Lovelace
equal: 1
ADA LOVELACE
contains "love": yes
first name: Ada

Сравнение C и C++

В C функции strlen, strcat, strcmp и strstr работают прямо с символьными массивами, и если при склеивании массив окажется мал, может произойти переполнение буфера (buffer overflow). std::string предлагает size(), +=, ==, find() и substr() и сам увеличивает память при необходимости, что избавляет от этой проблемы.

C использует небольшие процедурные функции и открыто показывает, как данные представлены в памяти.

C++

C++ по-прежнему позволяет работать на низком уровне, но добавляет библиотечные типы и более безопасные абстракции.

Упражнения для практики

Запустите обе версии, а затем измените код, чтобы увидеть разницу в безопасности, которую даёт каждый язык.

Проверьте неверный ввод и граничные значения.
Скомпилируйте с флагами -Wall -Wextra -Wpedantic, чтобы включить больше предупреждений.
Вынесите общие объявления в заголовочный файл, а реализацию в отдельный файл.

Попрактикуйтесь на задаче

Примените материал этого урока к реальной задаче. Каждая задача запускается в браузере, с мгновенными тестами и разбором от ИИ.

Все задачи