Pointeri în prelucrarea șirurilor

Un pointer la caracter poate indica un element al unui tablou C de caractere. Dacă char s[] = "ana";, pointerul p=s indică prima literă; *(p+1) este „n”. Un șir C se termină la caracterul nul '\0', pe care îl întâlnim la parcurgerea prin pointer.

Un pointer la caracter, char *p, păstrează adresa unui caracter din memorie. Pentru char s[] = "ana"; numele s desemnează adresa primului caracter, deci char *p = s; face ca p să indice litera a de pe poziția 0. Operatorul *p dă caracterul indicat, iar *(p + 1) dă caracterul următor, adică n; expresia p + 1 este adresa următorului caracter și poate fi folosită ca un șir care începe de acolo: p + 1 este textul "na". Un șir C se termină la caracterul nul '\0', pe care îl întâlnim la parcurgerea prin pointer. Scăderea a doi pointeri din același tablou dă numărul de poziții dintre ei, (p - s). Aritmetica pointerilor este validă numai în interiorul aceluiași tablou, cel mult până la poziția imediat următoare ultimului element, care nu se dereferențiază.

Exemplul 1 — lungimea unui șir parcurs prin pointer.

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char s[] = "ana";
    char *p = s;
    int n = 0;
    while (*p != '\0') {
        ++n;
        ++p;
    }
    cout << n;
    return 0;
}

Pointerul trece prin a, n, a, apoi se oprește la terminator; se afișează 3. Avansarea lui p nu modifică literele și nu schimbă adresa stocată în numele tabloului s. Terminatorul oprește parcurgerea numai dacă șirul C este corect format.

Exemplul 2 — poziția unui caracter sau subșir. Funcțiile strchr și strstr întorc un pointer la potrivire sau NULL. Pentru char s[] = "mare";, strchr(s, 'r') indică litera r, iar strchr(s, 'r') - s este poziția 2. strstr(s, "ar") indică începutul subșirului, la poziția 1. Verifică întâi că rezultatul nu este NULL, apoi scade adresa de început.

char s[] = "mare";
char *p = strchr(s, 'r');
if (p != NULL)
    cout << (p - s);

Cu <cstring> inclus, ieșirea este 2.

Exemplul 3 — copiere, concatenare, ștergere. strcpy(dest, s) copiază textul împreună cu terminatorul, iar strcat(dest, "!") adaugă semnul la final; destinația trebuie să aibă loc pentru rezultat și pentru terminator. După char t[10] = "ma"; strcat(t, "re"); tabloul t conține mare. Ștergerea caracterului indicat de p se face mutând sufixul: memmove(p, p + 1, strlen(p)). Din ana, cu p la poziția 1, rezultă aa; sunt mutate și caracterul nul.

Exemplul 4 — parcurgerea de la sfârșit. Pointerul poate porni de la ultimul caracter, p = s + strlen(s) - 1, și poate scădea până ajunge la începutul tabloului. Pentru mare, p indică inițial litera e; afișând *p și scăzând p, ciclul while (p >= s) scrie e, r, a, m, adică eram. Dacă ciclul ar avea condiția p > s, litera m de la poziția 0 ar fi omisă. Un pointer care iese din tablou, cum ar fi s - 1, nu trebuie dereferențiat.

Exemplul 5 — numărarea aparițiilor cu strchr. Căutarea se reia de la poziția următoare ultimei potriviri, până când strchr întoarce NULL.

char s[] = "banana";
int c = 0;
for (char *p = strchr(s, 'a'); p != NULL; p = strchr(p + 1, 'a'))
    ++c;
cout << c;

Potrivirile sunt pe pozițiile 1, 3 și 5, deci se afișează 3. Dacă reluarea ar începe de la p, nu de la p + 1, aceeași potrivire ar fi găsită la nesfârșit și ciclul nu s-ar opri.

Exemplul 6 — inversarea unui șir cu doi pointeri. Pointerul i pornește de la început, j de la ultimul caracter, iar la fiecare pas se schimbă cele două litere și pointerii se apropie.

char s[] = "mare";
char *i = s, *j = s + strlen(s) - 1;
while (i < j) {
    swap(*i, *j);
    ++i;
    --j;
}
cout << s;

Primul schimb dă eara, al doilea dă eram, apoi i și j se întâlnesc și ciclul se oprește. La un șir de lungime impară, cum este ana, caracterul din mijloc rămâne pe loc, pentru că i și j ajung să indice aceeași poziție.

Pentru char s[] = "mare";, expresia s + 1 indică al doilea caracter și poate fi folosită ca șirul "are", deoarece la final există terminatorul '\0'. Se afișează un șir C prin cout << p, caracterele de la p până la terminator. În C, funcțiile se declară în <string.h> și se scriu fără std::: strchr, strstr, strcpy și strcat. Funcțiile de copiere și concatenare cer destinație suficient de mare. Poziția găsită de strchr sau strstr se obține scăzând adresa de început: pentru char s[] = "ana";, strstr(s, "na") - s este 1. Verifică întâi că pointerul nu este NULL.

Exemplu în formatul examenului. Ce se afișează în urma executării secvenței de mai jos?

char s[] = "mare";
char *p = s + 1;
cout << p << ' ' << *p << ' ' << (p - s);

• a) mare m 1
• b) are a 1
• c) are a 0
• d) a a 1

Răspunsul corect este b). Pointerul p indică al doilea caracter al tabloului, deci cout << p afișează șirul care începe acolo, adică are. Expresia *p este caracterul indicat, a. Diferența p - s este numărul de poziții dintre cele două adrese, adică 1. Varianta a) presupune că p indică începutul tabloului, iar varianta d) tratează p ca pe un singur caracter, dar un pointer la caracter este afișat ca șir.

Al doilea exemplu în formatul examenului. Ce se afișează în urma executării secvenței de mai jos?

char s[] = "banana";
char *p = strchr(s, 'n');
cout << (p - s) << ' ' << (p + 1) << ' ' << strlen(p);

• a) 2 ana 4
• b) 2 nana 4
• c) 3 ana 4
• d) 2 ana 3

Răspunsul corect este a). Primul n este pe poziția 2, deci p - s este 2. Expresia p + 1 indică al treilea a, iar cout afișează șirul ana. Funcția strlen(p) numără caracterele de la p până la terminator, adică nana, deci 4. Varianta b) afișează șirul de la p, nu de la p + 1; varianta c) numără de la 1; varianta d) măsoară șirul de la p + 1.

Greșeli frecvente

• Greșit: cout << p afișează adresa din p.
  Corect: pentru char *p afișează șirul care începe la acea adresă, până la terminator.
• Greșit: strcat mărește singură destinația.
  Corect: destinația trebuie declarată suficient de mare, inclusiv pentru terminator.
• Greșit: strchr întoarce poziția numerică a caracterului.
  Corect: întoarce un pointer; poziția se obține prin p - s.

Înainte și după