Python 及 C++ 遍歷字串

作者：王一哲
日期：2023年7月29日

前言

由於我大約一年前開始寫 APCS、ZeroJudge 的題目，最近又開始寫 LeetCode，我會先用比較熟悉的 Python 解題，確定程式碼的邏輯正確後，再用 C++ 重寫一遍。在重寫的過程中，因為我對於 C++ 的語法不太熟悉，經常需要上網找資料，沒想到現在 C++ 多了很多方便的工具，甚至有些寫法跟 Python 很像。

遍歷字串是指依序讀取字串中的字元並做一些處理，例如將每個字元依照 ASCII 編碼加1，再儲存到另一個字串中，以下是 Python 及 C++ 的寫法。

Python 語法

方法1：使用 for 迴圈及索引值

Python 中的字串類似由字元組成的陣列，索引值由 0 開始，可以用索引值取出字串中的內容。方法1是用 for 迴圈，將變數 i 的值依序由 0、1、2、... 代入，直到(字串長度 - 1)為止，再用 s[i] 就可以依序讀取字串中的字元。

s = "Hello World!"
s2 = ""

for i in range(len(s)):
    s2 += chr(ord(s[i])+1)
print(s2)

方法2：使用 for 迴圈並暫存字元

Python 的 for 迴圈有一種特別的用法，可以由 in 後方的物件依序取出元素，例如第3行，就是將字串 s 中的字元依序取出並暫存於變數 c，變數 c 在離開 for 迴圈時就會消失。

s = "Hello World!"
s2 = ""
for c in s:
    s2 += chr(ord(c)+1)
print(s2)

以上兩種寫法印出的字串 s2 內容皆為Ifmmp!Xpsme"。

C++ 語法

方法1：使用 for 迴圈及索引值

如果要在 C++ 中使用字串物件，需要先引入函式庫string，變數的格式名稱就是string。如果想要取得字串 s 的長度，可以用s.size()，回傳值的格式為size_t，是沒有正負號的整數。由於字串類似由字元組成的陣列，索引值由 0 開始，可以用索引值取出字串中的內容。方法1是用 for 迴圈，將變數 i 的值依序由 0、1、2、... 代入，若 i 小於字串長度繼續執行迴圈，再用 s[i] 就可以依序讀取字串中的字元。有一個需要注意之處，變數 i 的格式要使用 size_t，不要使用 int，否則編譯時可能會有警告或是編譯失敗。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "Hello World!", s2 = "";
    for(size_t i=0; i<s.size(); i++) {
        s2 += char(s[i]+1);
    }
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

方法2：使用 for 迴圈及迭代器 iterator

C++ 標準樣版函式庫 (Standard Template Library, STL) 提供了迭代器 (iterator)，如果要使用字串的迭代器可以寫成 string::iterator，甚至可以用 auto 由後方的物件自動判斷迭代器的種類，由於迭代器的值是記憶體位置，如果要取出記憶體位置代表的內容需要在前面加上星號 *，如果還要對這個值再做運算，要再加上括號 ()，例如(*it)。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "Hello World!", s2 = "";
    for(string::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
    //for(auto it = s.begin(); it != s.end(); it++) {
        s2 += char((*it)+1);
    }
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

方法3：使用 for 迴圈並暫存字元

這個方法很像 Python 的語法，for(auto c : s) 會將字串 s 的字元依序取出並存到變數 c。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "Hello World!", s2 = "";
    for(auto c : s) {
        s2 += char(c+1);
    }
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

以上三種寫法印出的字串 s2 內容皆為Ifmmp!Xpsme"。

結語

現在的 C++ 多了很多方便的工具，我之後會在寫一些筆記，才不會過幾個月沒碰就忘光了。

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HackMD 版本連結：https://hackmd.io/@yizhewang/B1BFZsGs2