一、课上练习

编程练习

1. 字符串对比：L2061
2. 字符串压缩：L2062
3. 字符串解压：L2063

二、知识总结

✨ 字符数组的核心思想

字符数组即是字符类型的数组，即char类型的数组。它的特别之处在于可以与字符串进行混合运算：

1. 可以使用字符串对其进行初始化
2. 可以直接将字符串读入到整个字符数组内
3. 可以直接输出整个字符数组内的内容
4. 可以使用内置函数对字符数组进行操作

✨ 字符数组的初始化

使用大括号初始化

直接使用大括号对字符数组初始化，注意要留下'\0'的位置。

char chArr[5] = {};
char chArr[5] = {'h', 'e'};
char chArr[5] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
char chArr[6] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};

使用字符串初始化

使用字符串对字符数组进行初始化，注意字符串末尾会自动添加'\0'，因此数组大小需要比字符串长度多1。

char chArr[5] = "";
char chArr[5] = "he";
char chArr[5] = "hello"; //错误
char chArr[6] = "hello";
char chArr[] = "hello";

✨ 字符数组的使用

字符数组的常用操作包括：

1. 直接将字符串读入到字符数组内：

char chs[100];
cin >> chs;

2. 直接输出整个字符数组内的内容：

char chs[100] = "hello";
cout << chs;

3. 获取下标为i的位置的字符：

char chs[100] = "hallo";
chs[1] = 'e';
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    cout << chs[i];
}

✨ 字符数组内置函数

strlen

strlen函数可获取字符串长度，需要填写一个参数，即要获取长度的字符串，该函数返回一个整数表示字符串的长度。

char chs[100] = {'h', 'e'};
int length = strlen(chs);

strcpy

strcpy函数可将一个字符串复制到另外一个字符串内，需要填写两个参数，第一个参数是被赋值的字符串，第二个参数是被复制的字符串，该函数没有返回值。

注意：被赋值的字符串一定要有足够的空间来进行存储，大小一定要大于第二个被复制的串的长度。

char chs[100] = {'h', 'e'};
char chs1[100] = "hello";
strcpy(chs, "123"); // chs:123
strcpy(chs, chs1); //chs: hello

strncpy

strncpy函数可将一个字符串的指定数量的字符复制到另外一个字符串内，需要填写三个参数：被赋值的字符串、被复制的字符串、要复制的字符数。

注意：使用strncpy函数后最好手动为被赋值的字符串末尾添加'\0'字符，以确保其是一个有效的字符串。

1char chs[100] = {'h', 'e'};
2char chs1[100] = "hello";
3strncpy(chs, "123", 1); // chs:1
4chs[1] = '\0';
5strncpy(chs, chs1, 3); //chs: hel
6chs[3] = '\0';

strcat

strcat函数可将一个字符串接到另外一个字符串后面，需要填写两个参数，第一个是被连接的字符串，第二个是要连接的字符串，该函数没有返回值。

注意：被赋值的字符串一定要有足够的空间来进行存储，要保证连接后的字符串大小不会超过整个字符数组的大小。

char chs[100] = {'h', 'e'};
char chs1[100] = "hello";
strcat(chs, "123"); // chs:he123
strcat(chs, chs1); //chs: hehello

strcmp

strcmp函数可以比较两个字符串的字典序大小，需要填写两个参数，表示两个要被比较的字符串。

该函数的返回值规则如下：

• 若第一个字符串的字典序小于第二个字符串的字典序，则返回-1
• 若两个字符串完全相同，则返回0
• 若第一个字符串的字典序大于第二个字符串的字典序，则返回1

strcmp("12", "123"); // 返回 -1
strcmp("234", "12"); // 返回 1
strcmp("234", "34"); // 返回 1
strcmp("123", "123"); // 返回 0
strcmp("Zebra", "apple"); // 返回 -1

字典序

字典序的比较方式是：逐个比较一对字符串相同位置上的字符，ASCII码小的串更小；若所有字符都相同，那么短的字符串更小。

✨ 字符数组的执行示例

问题：将字符串 "aaabbc" 压缩为 "a3b2c1"。

思路： 遍历字符串，统计连续相同字符的个数，然后输出字符和个数。

1char str[100] = "aaabbc";
2int len = strlen(str);
3int i = 0;
4while (i < len) {
5    char ch = str[i];
6    int count = 0;
7    while (i < len && str[i] == ch) {
8        count++;
9        i++;
10    }
11    cout << ch << count;
12}

逐步执行：

最终输出：a3b2c1

✨ 模拟法的核心思想

模拟法的核心思想是：题目怎么说，代码就怎么做。 按照题目描述的规则，一步一步地用代码"重现"整个过程，不需要找数学公式或巧妙算法。

模拟法是最直觉的解题方式——如果你能用手在纸上把问题解出来，那就把你手算的每一步翻译成代码，就是模拟法。

✨ 模拟法的算法原理

模拟法的解题步骤：

1. 仔细读题：弄清楚每一步操作的规则，不能漏掉任何细节
2. 手动模拟：用纸笔走一遍小数据的完整过程，确认自己理解了题意
3. 拆分步骤：将手动模拟的过程拆成清晰的步骤，每一步都要能精确描述
4. 转化为代码：将每一步翻译成代码逻辑，通常是循环 + 条件判断
5. 处理边界：特别注意首尾、空串、只有一个字符等边界情况

✨ 模拟法常见题型

模拟法常出现在以下类型的题目中：

1. 字符串操作类

按规则对字符串进行变换，如压缩、解压、加密、翻转等。上面的字符串压缩就是典型例子。

2. 过程模拟类

题目描述了一个操作过程，要你输出最终状态。例如：

• 模拟一副扑克牌的洗牌过程
• 模拟机器人在网格上按指令行走
• 模拟时钟转动后的时间

3. 规则翻译类

题目给出一套复杂的规则，需要你忠实地用代码实现。这类题没有算法难度，难点在于不遗漏规则、不搞错顺序。

模拟法的特点：

• 优点：思路直接，不需要高级算法知识，"会做就能编"
• 难点：代码量通常较大，细节多，容易出 bug。考验的是耐心和代码实现能力

✨ 模拟法的执行示例

问题：将压缩字符串 "a3b2c1" 还原为 "aaabbc"。（与前面的压缩互为逆操作）

手动模拟：

• 读到 'a'，后面是 '3'，输出 3 个 'a' → "aaa"
• 读到 'b'，后面是 '2'，输出 2 个 'b' → "aaabb"
• 读到 'c'，后面是 '1'，输出 1 个 'c' → "aaabbc"

转化为代码：

1char str[100] = "a3b2c1";
2int len = strlen(str);
3for (int i = 0; i < len; i += 2) {
4    char ch = str[i];           // 当前字符
5    int count = str[i + 1] - '0'; // 下一位是重复次数（字符转数字）
6    for (int j = 0; j < count; j++) {
7        cout << ch;
8    }
9}

逐步执行：

最终输出：aaabbc

注意：这个简化版假设重复次数只有一位数字（1-9）。如果次数可能是多位数（如 "a12"），就需要更复杂的解析逻辑——这也是模拟法中"细节处理"的体现。

✨ 常见错误

1. 忘记 '\0' 结束符：字符数组以 '\0' 标记字符串结束。如果手动操作字符数组后忘记在末尾补 '\0'，输出时会出现乱码或多余字符。
2. 数组空间不够：使用 strcpy 或 strcat 时，如果目标数组空间不足以容纳结果，会造成数组越界。
3. strlen 在循环中反复调用：for(int i=0; i 每次循环都会重新计算字符串长度（O(n)），导致整个循环变成 O(n²)。应该先用变量保存长度：int len = strlen(str);
4. 混淆字符和字符串：单引号 'a' 是字符，双引号 "a" 是字符串（包含 'a' 和 '\0' 两个字符）。strcpy(chs, 'a') 是错误的，应该用 strcpy(chs, "a") 或 chs[0] = 'a'。
5. strcmp 的返回值误判：strcmp 返回的不一定恰好是 -1、0、1，标准只保证返回负数、零、正数。虽然大多数实现返回 -1/0/1，但判断时最好用 strcmp(a, b) < 0 而不是 strcmp(a, b) == -1。

三、课后练习

基础知识练习

• 字符数组与模拟法 - 选择题## 编程练习

1. 判断是否构成回文：L2064
2. 字符串的出现次数：L2065