C++字符与ASCII码完全指南

一、字符类型基础

在C++中，字符是用于表示字母、数字和符号的基本数据类型，理解字符处理是编程的基础技能。

1.1 字符的定义与表示

字符在C++中用单引号'包裹，例如：

• 字母：'A'、'b'
• 数字：'0'、'9'
• 符号：'#'、'+'、'@'

// 字符变量的定义
char letter = 'A';    // 字母字符
char digit = '5';     // 数字字符
char symbol = '#';    // 符号字符

1.2 字符的输入与输出

使用cin和cout进行字符输入输出

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char a;  // 声明一个字符类型变量a
    
    // 输入字符（cin会自动跳过空白字符）
    cout << "请输入一个字符: ";
    cin >> a;
    
    // 输出字符
    cout << "你输入的字符是: " << a << endl;
    
    return 0;
}

注意：cin >> 会跳过所有空白字符（空格、制表符、换行符等），只读取第一个非空白字符

处理空白字符的输入：getchar()

当需要读取空格、换行等空白字符时，应使用getchar()函数：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char t;
    
    // getchar()可以接收任意字符，包括空格和换行
    cout << "请输入任意字符（包括空格）: ";
    t = getchar();
    
    // 输出结果，展示我们确实接收到了空白字符
    cout << "你输入的字符前后被aaa包围: aaa" << t << "aaa" << endl;
    
    return 0;
}

cin与getchar()的对比

// 程序1：使用getchar()
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char n;
    n = getchar();  // 读取任意字符，包括空白符
    cout << "1" << n << "1" << endl;  // 会显示空白符
    return 0;
}

// 程序2：使用cin
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    char n;
    cin >> n;  // 跳过空白符，读取第一个非空白字符
    cout << "1" << n << "1" << endl;  // 不会显示空白符
    return 0;
}

二、ASCII码：字符的本质

计算机并不直接存储字符，而是存储字符对应的数字编码，最常用的就是ASCII（美国信息交换标准代码）编码。

2.1 查看字符的ASCII码

通过将字符强制转换为整数类型，可以查看其ASCII码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char ch = 'A';  // 定义字符变量存储'A'
    
    // 强制转换为int类型，输出对应的ASCII码
    cout << "字符 '" << ch << "' 的ASCII码是: " << (int)ch << endl;
    
    ch = 'a';  // 改为小写字母'a'
    cout << "字符 '" << ch << "' 的ASCII码是: " << (int)ch << endl;
    
    ch = '0';  // 注意是字符'0'，不是数字0
    cout << "字符 '" << ch << "' 的ASCII码是: " << (int)ch << endl;
    
    ch = ' ';  // 空格字符
    cout << "空格字符的ASCII码是: " << (int)ch << endl;
    
    return 0;
}

输出结果：

字符 'A' 的ASCII码是: 65
字符 'a' 的ASCII码是: 97
字符 '0' 的ASCII码是: 48
空格字符的ASCII码是: 32

2.2 从ASCII码获取字符

同样，我们可以将整数强制转换为字符类型，得到对应的字符：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int code = 65;  // 存储ASCII码值
    // 强制转换为char类型，得到对应的字符
    cout << "ASCII码 " << code << " 对应的字符是: " << (char)code << endl;
    
    code = 97;  // 改为97
    cout << "ASCII码 " << code << " 对应的字符是: " << (char)code << endl;
    
    code = 48;  // 改为48
    cout << "ASCII码 " << code << " 对应的字符是: " << (char)code << endl;
    
    code = 32;  // 空格的ASCII码
    cout << "ASCII码 " << code << " 对应的是空格: " << "[" << (char)code << "]" << endl;
    
    return 0;
}

2.3 ASCII码表关键规律

掌握以下规律可以帮助你进行字符运算：

字符类别	ASCII码范围	特点
大写字母	65-90	'A'=65, 'B'=66, ..., 'Z'=90
小写字母	97-122	'a'=97, 'b'=98, ..., 'z'=122
数字字符	48-57	'0'=48, '1'=49, ..., '9'=57
空格	32	唯一的空白字符编码
换行符	10	用\n表示

重要规律：

• 小写字母比对应大写字母的ASCII码大32（如'a'-'A'=32）
• 字母和数字都是连续编码的（如'B'='A'+1，'2'='1'+1）

三、实用字符操作示例

3.1 大小写字母转换

利用大小写字母ASCII码相差32的特性，可以轻松实现转换：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 大写转小写：加32
    char upper = 'A';
    char lower = upper + 32;
    cout << upper << " 转成小写是：" << lower << endl;
    
    // 小写转大写：减32
    upper = 'b' - 32;
    cout << 'b' << " 转成大写是：" << upper << endl;
    
    // 通用转换函数示例
    char ch = 'G';
    cout << ch << " 转成小写是：" << (char)(ch + 32) << endl;
    
    ch = 'm';
    cout << ch << " 转成大写是：" << (char)(ch - 32) << endl;
    
    return 0;
}

3.2 字符与数字的转换

数字字符（如'0'）与实际整数（如0）的转换：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 字符'0'-'9'转数字0-9：减去'0'的ASCII码(48)
    char digit_char = '5';
    int digit_num = digit_char - '0';  // 等价于 53 - 48 = 5
    cout << "字符 '" << digit_char << "' 对应的数字是: " << digit_num << endl;
    
    // 数字0-9转字符'0'-'9'：加上'0'的ASCII码(48)
    int num = 7;
    char num_char = num + '0';  // 等价于7 + 48 = 55，对应字符'7'
    cout << "数字 " << num << " 对应的字符是: '" << num_char << "'" << endl;
    
    return 0;
}

3.3 遍历打印字符表

利用ASCII码的连续性，我们可以打印出一系列字符：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 打印所有大写字母
    cout << "大写字母：";
    for(char c = 'A'; c <= 'Z'; c++) {
        cout << c << " ";
    }
    cout << endl;
    
    // 打印所有小写字母
    cout << "小写字母：";
    for(int i = 97; i <= 122; i++) {  // 97是'a'的ASCII码，122是'z'的ASCII码
        cout << (char)i << " ";
    }
    cout << endl;
    
    // 打印所有数字字符
    cout << "数字字符：";
    for(char c = '0'; c <= '9'; c++) {
        cout << c << " ";
    }
    cout << endl;
    
    return 0;
}

四、总结

1. C++中字符用单引号'表示，存储的是ASCII码值
2. 输入字符时：
   • cin >> 跳过空白符，适合读取常规字符
   • getchar() 读取任意字符，包括空白符
3. 字符与ASCII码的转换通过强制类型转换实现：
   • (int)char_var 得到ASCII码
   • (char)int_var 得到对应字符
4. 掌握ASCII码规律可以实现：
   • 大小写字母转换（加减32）
   • 字符与数字的转换（加减'0'）
   • 字符范围的遍历

这些基础知识是C++字符处理的基础，掌握后可以解决各种字符相关的编程问题。