Diferenças

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--- c:strings [2023/08/24 14:54] – [Leitura e escrita] maziero
+++ c:strings [2023/08/24 15:28] (atual) – [Declaração] maziero
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+====== Strings ======
+{{ progc_strings.mkv |Video desta aula}}
+Uma string é uma sequência de caracteres que permite representar nomes, endereços e outras informações textuais.
+===== Declaração =====
+Em C, strings são implementadas como vetores de caracteres (tipo ''char'') terminados pelo caractere especial '''\0%%'%%'' (caractere cujo código numérico é zero). Esse caractere terminal é considerado no tamanho do vetor. As aspas duplas ("...") são usadas para declarar strings constantes.
+Exemplos:
+<code c>
+// declara string variável com até 99 caracteres (mais o \0)
+char nome[100] ;
+// declara string constante (com o \0 no final)
+char *profissao = "estudante" ;
+// declara ponteiro para uma string (não aloca espaço para ela)
+char *endereco ;
+// ou
+char endereco[] ;
+// ponteiro aponta para string constante
+endereco = "Rua da Batata, 1000" ;
+</code>
+Deve-se observar que uma string é um **vetor de caracteres**, portanto as duas declarações abaixo são equivalentes:
+<code c>
+char codigo[]  = "XT07A" ;
+char codigo[]  = { 'X', 'T', '0', '7', 'A', '\0' } ;
+</code>
+A visão da string como vetor permite o acesso aos seus caracteres individuais. O código abaixo converte uma string em maiúsculas, usando os códigos ASCII dos caracteres:
+<code c>
+i = 0 ;
+while (str[i] != '\0')                // varre todos os caracteres
+{
+  if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') // se for letra minúscula
+    str[i] -= 32 ;                    // converte em letra maiúscula
+  i++ ;
+}
+// ou, usando strlen()
+for (i = 0; i < strlen (str); i++)      // varre todos os caracteres
+  if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') // se for letra minúscula
+    str[i] -= 32 ;                    // converte em letra maiúscula
+</code>
+<note important>
+Strings declaradas usando ''char[]'' são normalmente usadas para armazenar texto codificado no padrão ASCII (texto simples, sem letras acentuadas). Para armazenar textos com caracteres não-ASCII (acentos, cedilha emojis, etc) devem ser usadas outras [[codificação de caracteres|codificações]], como UTF8, e [[strings multibyte]].
+</note>
+===== Leitura e escrita =====
+A escrita de strings pode ser feita com ''printf'' (usando o formato ''%s'' ou ''%NNNs''), ''puts'' ou ainda ''putchar'' (para escrever caractere por caractere):
+<code c>
+char nome[] = "Homer Simpson" ;
+printf ("Nome: %s\n", nome) ;         // escrita com printf
+puts (nome) ;                         // escrita com puts
+for (i = 0; i < strlen(nome); i++)    // escrita com putchar
+  putchar (nome[i]) ;
+</code>
+Por sua vez, a leitura de strings pode ser feita usando a função ''scanf'':
+<code c>
+#define SIZE 100
+char nome[SIZE+1] ;  // não esquecer do '\0' no final da string
+printf ("Digite seu nome: ") ;
+// lê até encontrar espaço, tabulação, nova linha ou fim de arquivo
+scanf ("%s", nome) ;
+// idem, no máximo 20 caracteres
+scanf ("%20s", nome) ;
+// lê somente letras e dígitos (até encontrar outro caractere)
+scanf("%[A-Za-z0-9]", nome);
+// lê até encontrar um fim de linha (\n), ou seja
+// lê enquanto não encontrar um caractere '\n'
+scanf("%[^\n]", nome);
+getchar() ;              // para ler o "\n" no fim da linha
+</code>
+<note important>
+Observe que a leitura de uma string deve ser feita em uma variável com **espaço suficiente** para recebê-la (incluindo o '\0'), para não gerar um estouro de buffer ([[https://en.wikipedia.org/wiki/Buffer_overflow|buffer overflow]]).
+</note>
+Pode-se também usar a função ''fgets'':
+<code c>
+// lê da entrada padrão até encontrar \n ou SIZE caracteres
+fgets (nome, SIZE, stdin) ;
+// a string lida por fgets pode incluir o \n do fim de linha,
+// se ele foi encontrado; ele pode ser retirado assim:
+nome[strcspn (nome, "\n")] = '\0' ;
+</code>
+Para mais informações sobre as funções acima, deve ser consultada a respectiva página de manual Unix.
+<note warning>
+Existe uma função de leitura ''gets()'' que não limita o número de bytes lidos e pode provocar **estouro de buffer** e problemas de segurança, por isso **não deve ser usada**! Use a função ''fgets()'' em seu lugar.
+</note>
+===== Manipulação =====
+A manipulação de strings é geralmente efetuada através de funções disponíveis na biblioteca padrão C, que podem ser acessadas através dos arquivos de cabeçalho ''string.h'' e ''strings.h''.
+Algumas das funções mais usuais são:
+|< - 35% >|
+^ função ^ operação realizada ^
+| ''int strlen (s)'' | informa o número de caracteres da string ''s'' (sem considerar o '\0' no final) |
+| ''char ∗ strcpy (b, a)'' | copia a string ''a'' no local indicado por ''b''; a área de memória de destino deve ter sido previamente alocada (como variável normal ou dinâmica) |
+| ''char ∗ strdup (s)'' | Aloca uma área de memória dinâmica, copia a string ''s'' nela e devolve um ponteiro para a mesma |
+| ''char ∗ strncpy (b, a, n)'' | Copia ''n'' caracteres da string ''a'' no local indicado por ''b'' |
+| ''int strcmp (a, b)'' | Compara as duas strings indicadas, retornando 0 se forem iguais, um valor negativo se a<b e um valor positivo se a>b, considerando a ordem alfabética |
+| ''int strncmp (a, b ,n)'' | Idem, mas só considera os ''n'' primeiros caracteres |
+| ''char ∗ strcat (a, b)'' | Concatena a string ''b'' ao final da string ''a'' (deve haver espaço disponível previamente alocado) |
+| ''char ∗ strncat (a, b, n)'' | Idem, mas só concatena os ''n'' primeiros caracteres |
+| ''char ∗ strchr (s, c)'' | Retorna um ponteiro para a primeira ocorrência do caractere ''c'' na string ''s'', ou NULL se não encontrar |
+| ''char ∗ strrchr (s, c)'' | Idem, mas retorna um ponteiro para a **última** ocorrência do caractere |
+Várias outras funções para manipulação de strings estão disponíveis na [[http://man7.org/linux/man-pages/man3/string.3.html|página de manual]] (comando ''man string'') ;
+===== Exercícios =====
+Escrever programas em C para:
+  - Ler uma string da entrada padrão e escrevê-la na saída padrão ao contrário (do final para o início), de forma similar ao comando ''rev'' do //shell// UNIX.
+  - Calcular o tamanho de uma string (sem usar ''strlen'').
+  - Converter as letras de uma string em minúsculas (dica: estude a estrutura da tabela ASCII antes de implementar).
+  - Ler linhas da entrada padrão e escrevê-las na saída padrão em ordem alfabética crescente, de forma similar ao comando ''sort'' do //shell// UNIX.
+  - Remover de uma string os caracteres que não sejam letras, números ou espaço, sem usar string auxiliar.
+  - Remover de uma string caracteres repetidos em sequência (rr, ss, ee, etc), sem usar string auxiliar.
+  - Colocar entre colchetes ([ ]) os caracteres de uma string que não sejam letras, números ou espaço; as alterações devem ser feitas na própria string, sem usar string auxiliar.
+  - Escrever uma função ''int busca(agulha, palheiro)'', que busca a string ''agulha'' dentro da string ''palheiro'', sem usar funções prontas da biblioteca C. A função deve retornar o índice onde ''agulha'' começa em ''palheiro'', -1 se não for encontrada ou -2 em caso de erro (uma ou ambas as strings são nulas).
+  - Escrever sua própria versão das funções de manipulação de strings ''strlen'', ''strcpy'' e ''strcat''. Depois, comparar o desempenho de sua implementação em relação às funções originais da LibC (sugestão: meça o tempo necessário para ativar cada função um milhão de vezes).
+  - Escrever uma função ''palindromo(s)'' que testa [[https://pt.wikipedia.org/wiki/Pal%C3%ADndromo|palíndromos]]: ela recebe uma string ''s'' de caracteres sem acentos e retorna 1 se a string é um palíndromo ou 0 senão. Acentos, espaços em branco e maiúsculas/minúsculas devem ser ignorados. Exemplos de palíndromos:
+    * A cara rajada da jararaca
+    * O poeta ama até o pó
+    * Socorram-me, subi no ônibus em Marrocos!