8. diel - Textové reťazce v jazyku C

V predchádzajúcom cvičení, Riešené úlohy k 7. lekcii Céčka, sme si precvičili získané skúsenosti z predchádzajúcich lekcií.

V minulej lekcii, Riešené úlohy k 7. lekcii Céčka , sme si predstavili poľa. Až doteraz sme sa v našom kurze programovacieho jazyka C úspešne vyhýbali textovým reťazcom a pracovali sme iba s číslami a znakmi. V úplnej väčšine reálnych aplikácií však figurujú víceznakové texty. Tým sa v programovaní hovorí textové reťazce (keďže ide o reťaz znakov) alebo niekedy len reťazca. Dôvodom odloženia tejto témy je, že jazyk C ako nízky jazyk žiadny dátový typ pre reťazce nemá a vlastne s nimi takmer nepočíta. S textom však v céčku môžeme bežne pracovať, len je to komplikovanejšie.

Pole znakov

S reťazci možno v céčku pracovať niekoľkými spôsobmi. My si v tomto dieli uvedieme zatiaľ ten najjednoduchší, tzv. Statický reťazec, ktorým je pole char ov. Keď budeme chcieť uložiť do premennej textový reťazec "itnetwork", potrebujeme v pamäti vytvoriť nasledujúce polia typu char (znak):

'I'

'T'

'N'

'E'

'T'

'W'

'O'

'R'

'K'

'\ 0'

V každej priehradke poľa je uložený jeden znak. Všimnite si však, že posledná priehradka je navyše a obsahuje znak \0, čo je tzv. Nulový znak. Tým musí končiť všetky textové reťazce. Hoci totiž céčko ako jazyk textové reťazce nepodporuje, obsahuje štandardné knižnice, ktoré s nimi pracujú. A preto musíme reťazca ukladať tak, ako sa predpokladá, že budú vyzerať. Pole s reťazcom teda musí byť vždy o 1 dlhšia, ako je dĺžka textu, ktorý do neho vkladáme!.

Pozn .: Hoci je to nad rámec tejto lekcie, uveďme si, že nulový znak je na konci reťazca z toho dôvodu, aby sme poznali, kde reťazec končí. Okrem statických polí môžeme totiž reťazca ukladať pomocou ukazovateľov ako ľubovoľne dlhé úseky v pamäti, kde sa bez tejto barličky nezaobídeme. Tento spôsob si ukážeme ďalej v seriáli. Druhým spôsobom, ako označiť koniec reťazca, je uložiť jeho dĺžku pred prvý znak. Tento systém sa používal napr. V jazyku Pascal, oveľa častejšie sa však používa ukončenie nulovým znakom.

Vytvorme si jednoduchý príklad. Do premennej si uložme nejaký text a ten následne Vypíšme do konzoly:

{C_CONSOLE}
char text[5] = {'d', 'u', 'h', 'a', '\0'};
printf("%s", text);
{/C_CONSOLE}

výsledok:

Konzolová aplikácia
duha

Dobrá správa je, že jazyk C nám umožňuje zadávanie textu v úvodzovkách, ktorý následne nahradí tzv. Reťazca konštantou (poľom char ov, zakončeným znakom \0). Kód vyššie môžeme prepísať na túto podobu:

{C_CONSOLE}
char text[5] = "duha";
printf("%s", text);
{/C_CONSOLE}

Všimnite si, že pole musí mať stále dĺžku 5, aj keď má dúha 4 písmená. Keď bude ešte dlhší, nebude to vadiť. Dokonca na céčku môžeme nechať zistenia dĺžky textu:

{C_CONSOLE}
char text[] = "dúha";
printf("%s", text);
{/C_CONSOLE}

Čo už bohužiaľ nefunguje je priradenie reťazcové konštanty do už existujúceho poľa:

char text[5];
text = "dúha"; // Tento riadok spôsobí chybu
printf("%s", text);

Je to kvôli tomu, že nemožno priradiť poľa do poľa. Nič nám však nebráni priradiť jednotlivé znaky pomocou cyklu alebo použiť funkciu kopírovania reťazcov, viď. ďalej.

Práca s jednotlivými znakmi

S reťazcom môžeme zaobchádzať úplne rovnako ako s poľom, pretože poľom je Nie je teda problém vypísať napr. 1. znak alebo ho zmeniť, prípadne reťazec skrátiť:

{C_CONSOLE}
char text[] = "dúha";
text[0] = 'h';
text[3] = '\0';
printf("%s", text);
{/C_CONSOLE}

výsledok:

Konzolová aplikácia
huh

Zmenou štvrtého znaku na \0 sme docielili ukončenie reťazca pred týmto znakom. Na nulový znak si dajte pri editácii znakov reťazca pozor, keď na neho zabudnete, program nebude vedieť kde reťazec končí a dostanete sa do pamäte, ktorá vám nepatrí.

Čítanie / výpis reťazca

Reťazce môžeme jednoducho načítavať / vypisovať ako sme boli zvyknutí doteraz, použijeme k tomu formátovacie sekvenciu %s. Premennú pre reťazec založíme ako pole char ov a určíme si nejakú maximálnu veľkosť, napr. 50 znakov (čo je veľkosť 51). U parametrov typu %s vypúšťame pred premennou znak &, Keďže s poľom odovzdávame rovno jeho adresu.

Nasledujúci program si nechá zadať vaše meno a následne vás pozdravia:

{C_CONSOLE}
printf("Zadaj svoje meno: ");
char jmeno[51];
scanf("%50s", jmeno);
printf("Ahoj užívateľovi %s, vítam ťa!", jmeno);
{/C_CONSOLE}

Všimnite si, že vo formátovacom reťazci funkcie scanf() je uvedená aj maximálna dĺžka ktoý reťazca. Keď by sme ju nezadali a natrafili na exotického používateľa alebo len na záškodníka, došlo by k pretečeniu poľa a rozbitie programu.

Funkcia scanf() text bohužiaľ preruší sa zadaním medzery. Aby sme mohli načítať napr. Jan Novák " Do jednej premennej, upravíme formátovací reťazec ešte tak, aby načítal všetko okrem konca riadku. Upravte si riadku s načítaním do tejto podoby (medzera na začiatku je naozaj dôležitá, pretože v bufferi nenechá biele znaky):

{C_CONSOLE}

printf("Zadaj svoje meno: ");
char jmeno[51];

scanf(" %50[^\n]s", jmeno);

printf("Ahoj užívateľovi %s, vítam ťa!", jmeno);

{/C_CONSOLE}

Niekedy môžete pri načítaní textu z konzoly naraziť na používanie funkcií gets() alebo fgets(). Funkciu gets() sa vyhnite, pretože neumožňuje obmedziť dĺžku ktoý reťazca a fgets() sa musí presmerovať na štandardný vstup. So scanf() si bohato vystačíme.

Štandardné funkcie pre prácu s reťazcami

Špecifikácia jazyka C nám poskytuje mnoho pripravených funkcií pre prácu s reťazcami, ktoré zjednodušia naše programy. Pre prácu s nimi musíme na začiatok súboru pridať vloženie hlavičkového súboru string.h:

#include <string.h>

Pozn .: Pretože sú funkcie pomenované pomocou skratiek, uvádzam vždy iz čoho názov vychádza pre lepšie zapamätanie.

Strlen () - String length

Dĺžku reťazca môžeme zistiť pomocou strlen(). Jedná sa o dĺžku viditeľnej časti bez znaku \0.

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

int main(void)
{
    printf("%d", strlen("duha")); // vráti 4
    return (EXIT_SUCCESS);
}

Strčte - STRING CONCATENATE

2 textové reťazce môžeme spojiť do jedného pomocou funkcie strcat(). Dajte pozor, aby bol v prvom reťazci dostatok miesta.

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

int main(void)
{

char text[20] = "dúha";
strcat(text, " je na nebi"); // uloží do text "dúha je na nebi"
printf("%s", text);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

Strcpy () - String COPY

Keďže pole nemožno jednoducho celá kopírovať, je nám poskytnutá táto funkcia, ktorá naklonuje textový reťazec do inej premennej.

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

int main(void)
{

char text[5];
strcpy(text, "duha");
printf("%s", text);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

Strchr () - String CHAR

V texte si môžeme nechať vyhľadať nejaký znak. Céčko ho od začiatku do konca prehľadá a ak znak nájde, vráti na neho tzv. Ukazovateľ. Aj keď tie ešte nevieme, bude nám stačiť, že keď od tejto hodnoty odpočítame reťazec, získame pozíciu, na ktorej sa znak nachádza. Ak text znak neobsahuje, získame hodnotu NULL.

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

int main(int argc, char** argv) {
    char text[] = "Pán X znovu udrel.";
    char *p = strchr(text, 'X'); // Zistíme pozíciu znaku &#39;X&#39; v texte
    int pozice = p - text;
    if (p != NULL)
    {
        printf("Nájdených na pozíciu %d", pozice);
    }
    else
    {
        printf("Nenájdené");
    }
    return (EXIT_SUCCESS);
}

Asi vás neprekvapí, že sa pozícia indexuje od nuly.

Strstr () - String substring

Úplne rovnako, ako môžeme vyhľadať jeden znak, môžeme vyhľadať aj reťazec v reťazci. O tom ďalej hovoríme ako o tzv. Podreťazci. Funkcia sa používa analogicky s funkciou strchr().

Strcmp () - String Compare

Porovná 2 reťazca podľa abecedy a vráti záporné číslo, ak sa prvý pred druhým, 0 ak sú rovnaké a kladné číslo ak je prvá za druhým.

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

int main(void)
{

printf("%d", strcmp("akát", "blýskavice")); // vráti záporné číslo

    return (EXIT_SUCCESS);
}

Funkcie pre prácu s reťazcami môžeme nájsť aj v ďalších variantoch. Ak chceme, aby céčko pracovalo s reťazcom odzadu (napr. Vyhľadávalo od konca), vyskytuje sa v názve funkcie písmeno r (ako reverse). Takou funkciou je napr. strrchr(). Ďalšie varianty funkciou majú v názve navyše písmeno n (ako number) a prijímajú navyše ďalší parameter. Ten udáva limit znakov, ktoré funkcie v reťazci spracovávajú. Ak je reťazec dlhší, vráti len jeho časť, useknutou na maximálny počet znakov. Pozor, táto časť neobsahuje znak \0. Príkladom takejto funkcie budiž strncat().

V budúcej lekcii, Textové reťazce v jazyku C druhýkrát - Práca so znakmi , budeme s textovými reťazcami v jazyku C pokračovať, ukážeme si ako pracovať s jednotlivými znakmi.