1、char類型

char的全稱是character，也就是字符的意思。顧名思義，char類型是專門為了存儲字符而設(shè)計的。

計算機(jī)存儲數(shù)字非常方便，只需要將其轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制即可。但存儲字符就有點麻煩了，一般都是通過對字符進(jìn)行數(shù)字化編碼。這也就是為什么char類型本質(zhì)上是另外一種整數(shù)，因為它存儲的其實是字符的數(shù)字編碼。

char一共有8個二進(jìn)制位，即一個字節(jié)，理論上能夠存儲256個字符。基本上足夠涵蓋計算機(jī)當(dāng)中所有的字母、標(biāo)點符號以及數(shù)字，即ASCII碼。

ASCII的全稱是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，它是一套電腦編碼系統(tǒng)，包含了所有英文字母以及標(biāo)點符號和一些特殊字符。全表一共有128個字符，剛好可以用一個char（有符號）來存儲。

大家可以參考一下下表，Dec表示編號，Char表示字符。

其中數(shù)字0的編號是48，字母a的編號是97，大寫字母A的標(biāo)號是65。

當(dāng)我們把一個字符賦值給char型變量的時候，它會去查ASCII表，找到字符對應(yīng)的編號。同樣，當(dāng)我們使用%c輸出一個字符的時候，它也會去尋找char中存儲的編碼對應(yīng)的符號進(jìn)行輸出。

既然字符在C++當(dāng)中都是以數(shù)字的形式存儲的，那么我們就可以對它來進(jìn)行加減運算。

比如：

char c = 'a';
cout << ++c << endl;

得到的結(jié)果是'b'，有加自然也有減，我們也可以對它做減法操作。

char c = 'b';
cout << --b << endl;

得到的結(jié)果就是'a'。

另外，我們還可以對于兩個char類型的變量進(jìn)行減法操作。比如用得比較多的就是將字符型的數(shù)字轉(zhuǎn)成int型。

char c = '1';
int num = c - '0';

這樣我們得到的num就是數(shù)字型的1。

再比如，我們還可以通過大于小于符號來判斷char類型的范圍：

char c = '1';
if (c >= '0' && c <= '9') {
    cout << "c is a number" << endl;
}

2、getchar、putchar、cin.get、cout.put

getchar和putchar都是C語言當(dāng)中專門面向字符IO的函數(shù)，也就是讀入和輸出字符的函數(shù)。

因為確定了處理的數(shù)據(jù)類型是字符，不需要額外的格式說明，因此getchar和putchar的效率要比scanf和printf更高。

所以在算法競賽領(lǐng)域，有人為了提升程序的性能，喪心病狂地使用getchar代替scanf來讀入數(shù)據(jù)。

我這里貼一段使用getchar來讀入int型的代碼，給大家做一個參考。這個屬于標(biāo)準(zhǔn)的奇淫技巧，不推薦使用。

void read(int &x) {
    int f = 1; x = 0; char s = getchar();
    while (s < '0' || s > '9') {
        if (s == '-') {
            f = -1;
            s = getchar();
        }
    }
    while (s >= '0' && s <= '9') {
        x = x * 10 + s - '0';
        s = getchar();
    }
    x *= f;
}

cin.get和cout.put與getchar和putchar的用法類似，只不過是C++當(dāng)中的特性。大家可以參考一下下面這個例子，就不過多贅述了。

char c;
cin.get(c);
cout.put(c);

3、輸入輸出中文

關(guān)于這一段我猶豫了很久要不要加，因為實在是沒有相關(guān)經(jīng)驗，畢竟之前只刷題了。糾結(jié)了很久還是決定寫上，因為這個問題對于不少同學(xué)應(yīng)該挺重要的，尤其是想要做C++工程的同學(xué)。本人水平有限，勉強(qiáng)整理了一下各方資料，如有錯誤，歡迎指出~

其實直接在C++當(dāng)中是可以直接輸出中文的，這并不會有什么問題。

比如下列代碼，是可以完美運行的：

string str;
cin >> str;
cout << str << endl;
cout << str.length() << endl;

只是為什么最后輸出的長度是6？因為我是在Mac上跑的這段代碼。在Mac當(dāng)中默認(rèn)使用utf-8編碼，一個漢字的長度是3個字節(jié)。C++當(dāng)中的字符串計算長度的時候統(tǒng)計的是字節(jié)的數(shù)量，所以兩個漢字的長度是6。

如果我們是在源代碼當(dāng)中寫入了中文，比如：

string str = "中文";
cout << str << endl;

這就可能一些問題，最常見的問題就是代碼存儲環(huán)境和運行環(huán)境的默認(rèn)編碼不同，比如IDE當(dāng)中默認(rèn)是utf-8編碼，但是終端默認(rèn)是gbk編碼（windows系統(tǒng)常見）。這就會導(dǎo)致輸出的結(jié)果是亂碼。

解決方案是我們可以使用wchar_t，wchar_t即char的寬類型版本，它占據(jù)兩個字節(jié)。可以用來存儲unicode編碼的字符：

const wchar_t* str = L"中文";

我們在中文兩個字之前加上了L修飾符，它告訴編譯器，這是一個寬字符，我們需要編譯器根據(jù)locale來進(jìn)行翻譯。

locale是指根據(jù)計算機(jī)用戶使用的語言、所在的國家或地區(qū)以及文化傳統(tǒng)而定義的軟件運行時的語言環(huán)境。可以將locale理解為一系列環(huán)境變量。locale環(huán)境變量值的格式為language_area.charset。languag表示語言，例如英語或中文；area表示使用該語言的地區(qū)，例如美國或者中國大陸；charset表示字符集編碼，例如UTF-8或者GBK。

這些環(huán)境變量會對日期格式，數(shù)字格式，貨幣格式，字符處理等多個方面產(chǎn)生影響。在Linux系統(tǒng)下打開Terminal，輸入locale命令，就可查看當(dāng)前系統(tǒng)使用的語言環(huán)境。

locale的結(jié)果包含12類，我在網(wǎng)上也找到了表格：

LANG指的是未設(shè)置的默認(rèn)值，大部分程序應(yīng)用LANGUAGE指定的語言作為界面語言。LC_ALL同時設(shè)置所有的內(nèi)容，并且其優(yōu)先級比每個內(nèi)容單獨設(shè)置的優(yōu)先級都高，而LANG的優(yōu)先級最低。

cin和cout可以看成是針對char的流，所以不適合應(yīng)用在wchar_t類型的處理上。與之對應(yīng)我們應(yīng)該使用wcin和wcout。而wcout默認(rèn)采用的是C local，并不認(rèn)識中文，所以我們要先對wcout的local進(jìn)行設(shè)置。將其設(shè)置成和運行環(huán)境的local一致。

大約有以下幾種設(shè)置方法：

#include <codecvt>
const wchar_t* str = L"中文";

// 使用默認(rèn)local
locale loc("");
wcout.imbue(loc);

// 使用local命令顯示的結(jié)果
locale loc("en_US.UTF-8");
wcout.imbue(loc);

// 使用標(biāo)準(zhǔn)facet
locale utf8(locale(), new codecvt_utf8_utf16<wchar_t> );
wcout.imbue(utf8);

// 使用系統(tǒng)local
locale sys_loc("");
wcout.imbue(sys_loc);

wcout << str << endl;
cout << wcslen(str) << endl;

我們可以使用wcslen來計算寬字節(jié)字符串的長度，它輸出的結(jié)果是2，而不是6。

C++當(dāng)中的編碼設(shè)置是一個很大的問題，因為在刷題當(dāng)中幾乎不會遇到，我們這里也只是做一個淺嘗輒止的討論。大家如果有需要，可自行深入研究。

到此這篇關(guān)于C++char類型和輸入輸出優(yōu)化的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++char類型和輸入輸出優(yōu)化內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

注：文章轉(zhuǎn)自微信公眾號：Coder梁（ID：Coder_LT）

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