C語言程序設(shè)計實用教程.ppt

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書名：C語言程序設(shè)計實用教程 ISBN：7-111-16742-2 作者：陳方 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社 本書配有電子課件,實際處理的數(shù)據(jù)，常常是一批批的，而不止是一個。比如，10個同學(xué)的年齡，它們都是整型數(shù)據(jù)，仍用前面的定義方法，可用下面語句說明： int age0，age1，age2，age3，age4，age5，age6，age7，age8，age9； 這里寫了10個age，比較麻煩。C語言提供了數(shù)組的表示方法： int age[10]； 數(shù)組是具有相同數(shù)據(jù)類型的變量的集合。各元素可獨立地作為一個變量被賦值和使用。數(shù)組中每個特定元素都用下標(biāo)來訪問。 數(shù)組可以是一維的也可以是多維的。,4.1 一維數(shù)組 4.1.1 一維數(shù)組的定義 一維數(shù)組定義的一般形式為： 類型說明符 數(shù)組名[常量表達(dá)式]； 例如： int a[10]； 它表示數(shù)組名為a，有10個元素，每個元素都是整型，這10個元素是： a[0]，a[1]，a[2]，a[3]，a[4]，a[5]，a[6]，a[7]，a[8]，a[9],說明： （1）數(shù)組名定義規(guī)則和變量名相同，遵循標(biāo)識符定義規(guī)則。 （2）常量表達(dá)式要用方括號“[ ]”括起來，不能用圓括號（下面用法不對： int a(0)；）。 （3）常量表達(dá)式表示元素的個數(shù)，即數(shù)組長度。 （4）常量表達(dá)式中包括常量和符號常量，不能包含變量。Ｃ語言不允許對數(shù)組的大小作動態(tài)定義。例如，下面這樣定義數(shù)組是不行的： int n； int a[n]； （5）數(shù)組元素的下標(biāo)從0開始，到（常量表達(dá)式－1）為止。因此在如上定義的數(shù)組中無a[10]元素。,4.1.2 一維數(shù)組元素的引用 數(shù)組和其他變量一樣必須先定義，后使用。C語言規(guī)定除字符數(shù)組外，只能逐個引用數(shù)組元素，而不能一次引用整個數(shù)組。,[例4-1] 按順序給數(shù)組的10個元素賦值，然后按逆序輸出。 程序如下： main( ) { int i，a[10]； for (i=0；i=9；i++) a[i]= i ； /*順序給數(shù)組元素賦值*/ for (i=9；i=0；i--) printf(“%d“，a[i])；/*逆序輸出數(shù)組元素的值*/ } 程序運行結(jié)果： 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,4.1.3 一維數(shù)組的初始化 可以先定義數(shù)組，再給它的元素賦值，也可以在定義數(shù)組時給它賦值（稱為數(shù)組的初始化）。對數(shù)組元素的初始化可以用以下方法實現(xiàn)： （1）在定義數(shù)組時對數(shù)組元素賦初值。例如： int a[10]={0，1，2，3，4，5，6，7，8，9}； 將數(shù)組元素的初值依次放在一對花括弧內(nèi)。上面的數(shù)組a經(jīng)過初始化后得： a[0]=0，a[1]=1，a[2]=2，a[3]=3，a[4]=4， a[5]=5，a[6]=6，a[7]=7，a[8]=8，a[9]=9。 （2）可以只給一部分元素賦值。例如： int a[10]={0，1，2，3，4}； 定義a數(shù)組有10個元素，但花括弧只提供5個初值，這表示只給前5個元素賦初值，此時后5個元素值自動賦值為0。 （3）在對全部數(shù)組元素賦初值時，可以不指定數(shù)組長度。例如： int a[5]={1，2，3，4，5}；可以寫成 int a[ ]={1，2，3，4，5}； 在第2種寫法中，花括弧中有五個數(shù)，系統(tǒng)就會據(jù)此自動定義數(shù)組a的長度為5。,[例4-2] 用數(shù)組來處理求Fibonacci數(shù)列問題。 main( ) { int i，f[20]={1，1}； for(i=2；i20；i++) f[i]=f[i-2]+f[i-1]； for(i=0；i20；i++) { if(i%5= =0) printf(“\n“)；/*每行輸出5個數(shù)據(jù)*/ printf(“%8d“，f[i])； } } 程序運行結(jié)果： 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987 1597 2584 4181 6765,[例4-3] 用冒泡法對10個數(shù)排序（由小到大）。 冒泡法的思路是：將相鄰兩個數(shù)比較，將小的調(diào)到前頭。 若有10個數(shù)： 7，0，4，8，5，9，6，1，3，2 。先進(jìn)行第1趟比較，第1次將7和0對調(diào)，第2次將第2和第3個數(shù)（7和4）對調(diào)，如此共進(jìn)行9次，得到0-4-7-5-8-6-1-3-2-（9）的順序，可以看到：最大的數(shù)9已“沉底”，成為最下面的一個數(shù)。經(jīng)第1趟（共9次比較）后，已得到最大的數(shù)9。 然后進(jìn)行第2趟比較，對前9個數(shù)按上法進(jìn)行比較，經(jīng)過8次比較，得到0-4-5-7-6-1-3-2-（8-9）的順序；第3趟比較，得到0-4-5-6-1-3-2-（ 7-8-9）的順序；第4趟比較，得到0-4-5-1-3-2-（6-7-8-9） 的順序；第5趟比較，得到0-4-1-3-2-（5-6-7-8-9）的順序；第6趟比較，得到0-1-3-2-（4-5-6-7-8-9）的順序；第7趟比較，得到0-1-2-（3-4-5-6-7-8-9）的順序；已得到由小到大的順序，第8、9趟比較不會改變順序。共比較九趟，在第1趟中要進(jìn)行兩兩比較9次（10-1），第2趟比較8次（10-2）……第9趟比較1次（10-9）?？梢酝浦?，如果有n個數(shù)，只要進(jìn)行n?1趟比較，在第j趟比較中要進(jìn)行n?j次兩兩比較。,main( ) { int i，j，t；，a[10]={ 7，0，4，8，5，9，6，1，3，2}； for(i=1；ia[j+1]) { t=a[j]；a[j]=a[j+1]；a[j+1]=t；} for(i=0；i10；i++) printf(“%d ”，a[i])； /*按已排好的次序輸出*/ } 程序運行結(jié)果： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9,4.2 二維數(shù)組 4.2.1 二維數(shù)組的定義 二維數(shù)組定義的一般形式為 類型說明符 數(shù)組名[常量表達(dá)式1][常量表達(dá)式2] 例如：float a[3][4]； 定義a為3?4（3行4列）的數(shù)組。注意：不能寫成float a[3, 4]。 C語言中，二維數(shù)組中元素排列的排序是：按行存放，即在內(nèi)存中先順序存放第1行的元素，再存放第2行的元素。上面定義的數(shù)組元素在內(nèi)存中的存儲順序是： 第1行：a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3] 第2行：a[1][0] a[1][1] a[1][2] a[1][3] 第3行：a[2][0] a[2][1] a[2][2] a[2][3] 注意：C語言中二維數(shù)組的行號、列號都是從0開始計數(shù)，與人們習(xí)慣的記法不同。如上述數(shù)組第2行第3列的元素為a[1][2]，而不是a[2][3]。,4.2.2 二維數(shù)組的引用 二維數(shù)組的元素的表示形式為： 數(shù)組名[下標(biāo)][下標(biāo)] 例如：a[2][3] 引用時注意： （1）使用數(shù)組元素時，注意下標(biāo)值應(yīng)在已定義數(shù)組大小的范圍內(nèi)。 如數(shù)組a[n][m]，數(shù)組元素由a[0][0]到a[n-1][m-1]共n*m個。 （2）下標(biāo)也可以是整型表達(dá)式，如a[2-1][2*2-1]。 （3）數(shù)組元素可以出現(xiàn)在表達(dá)式中，也可以被賦值。例如：a[1][2]=a[2][3]/2。,4.2.3 二維數(shù)組的初始化 可以用下面方法對二維數(shù)組初始化。 （1）分行給二維數(shù)組賦初值。例如： int a[3][4]={{1，2，3，4}，{5，6，7，8}，{9，10，11，12}}；,這種賦初值方法比較直觀，將第1個花括弧內(nèi)的數(shù)據(jù)賦給第1行的元素，將第2個花括弧內(nèi)的數(shù)據(jù)賦給第2行的元素……，即按行賦初值。 （2）將所有數(shù)據(jù)寫在一個花括弧內(nèi)，按數(shù)組排列的順序?qū)Ω髟刭x初值。例如： int a[3][4]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12}； 效果與第1種方法相同，但如果數(shù)據(jù)多，寫成一大片，容易遺漏，也不易檢查。第1種方法一行對一行，界限清楚。 （3）可以對部分元素賦初值： ① 對各行中的某一元素賦初值： 例如：int a[3][4]={{1}，{5}，{9}}； 初始化后的數(shù)組元素如下： 1 0 0 0 5 0 0 0 9 0 0 0 這種方法對非0元素少時比較方便，不必將所有的0都寫出來，只需輸入少量數(shù)據(jù)。,② 對某幾行元素賦初值： int a[3][4]={{1}，{5，6}}； 數(shù)組元素為： 1 0 0 0 5 6 0 0 0 0 0 0 （4）第一維的長度可以不指定： ① 對全部元素賦初值時，定義時第一維的長度不指定，則第二維的長度不能省。 例如： int a[ ][4]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12}； 等價于：int a[3][4]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12}； 系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)總個數(shù)分配存儲空間，一共12個數(shù)據(jù)，每行4列，可確定為3行。 ② 分行賦初值定義時，可以只對部分元素賦初值而省略第一維的長度。 例如： int a[ ][4]={{0，0，3}，{ }，{0，10}}；,[例4-5] 有一個3?4的矩陣，編程序求出其中值最小的那個元素的值及其所在的行號和列號。 [解] 先用N-S流程圖表示算法，如教材書上圖4-2所示。 據(jù)此寫出以下程序： main( ) { int i，j，row=0，colum=0，min； int a[ ][4]={{1，2，3，4}，{9，8，7，6}，{-10，10，-5，2}}；/*第4種賦值方法*/ min=a[0][0]； for(i=0；i=2；i++) /*外循環(huán)*/ for(j=0；j=3；j++) /*內(nèi)循環(huán)*/ if(a[i][j]min) {min=a[i][j]；row=i；colum=j；} printf(“min=%d，row=%d，colum=%d\n“，min，row，colum)； } 程序運行結(jié)果：min=-10，row=2，colum=0,4.3 字符數(shù)組 用來存放字符的數(shù)組是字符數(shù)組。字符數(shù)組中的一個元素存放一個字符。 4.3.1 字符數(shù)組的定義 字符數(shù)組的定義形式為： char 數(shù)組名[常量表達(dá)式]； 例如：char c[10]； 由于在C語言中字符型和整型可以通用，所以上面的定義又可以寫為： int c[10]； 但一般用類型char定義。,4.3.2 字符數(shù)組的初始化 （1）可以在定義字符數(shù)組時初始化各元素。 例如：char c[10]={I， ，a，m， ，h，a，p，p，y}；,（2）如果花括弧中提供的初值個數(shù)數(shù)組長度，則作語法錯誤處理；如果初值個數(shù)小于數(shù)組長度，則只將這些字符賦給數(shù)組中前面那些元素，其余的元素自動定為空字符（即‘\0’）。 例如： char c[6]={g，o，o，d }； 此時 c[4]和c[5]都為‘\0’。 （3）如果初值個數(shù)與數(shù)組長度相同，在定義時可以省略數(shù)組長度，系統(tǒng)會自動根據(jù)初值個數(shù)確定數(shù)組長度。 例如： char c[ ]={g，o，o，d}； 數(shù)組c的長度自動定為4。 （4）二維字符數(shù)組也可以初始化。,4.3.3 字符數(shù)組的引用 引用字符數(shù)組中的一個元素，可以得到一個字符。 [例4-6] 輸出一個字符串。,程序如下： main( ) { char c[10]={I， ，a，m， ，a， ，b，o，y}； int i； for(i=0；i10；i++) printf(“%c“，c[i])；/*依次引用字符數(shù)組的元素c[i]*/ printf(“\n“)； } 程序運行結(jié)果：I am a boy,4.3.4 字符串和字符串結(jié)束標(biāo)志 字符串的初始化：用字符串常量來初始化字符數(shù)組。例如： char c[11]={“I am happy“}；或 char c[ ]={“I am happy“}； 或 char c[11]=“I am happy“；或 char c[ ]=“I am happy“； 注意：上述數(shù)組c包括8個字母、2個空格，但它長度不是10，而是11。因為字符串常量的最后由系統(tǒng)加上一個‘\0’。因此字符串初始化時，可以省略字符數(shù)組的長度，由系統(tǒng)自動匹配；如果要標(biāo)出字符數(shù)組的長度，則應(yīng)大于雙引號內(nèi)的實際各種字符的個數(shù)。,4.3.5 字符數(shù)組的輸入輸出 用“%c“（char）格式符可以逐個字符輸入或輸出，用的機(jī)會較少；在大多數(shù)情況下，我們采用整個字符串輸入輸出，用“%s“（string）格式符可以實現(xiàn)整個字符串的輸入輸出。 （1）字符數(shù)組的輸出 —— printf（“%s“）函數(shù) ① 可用printf來輸出字符，輸出字符不包括結(jié)束符‘\0’。 ② 用“%s“格式符輸出字符串時，printf函數(shù)中的輸出項是字符數(shù)組名，而不是數(shù)組元素名。下面的寫法是不對的： printf (“%s“，c[0])； ③ 如果數(shù)組長度大于字符串實際長度，也只輸出到‘\0’結(jié)束。例如： char c[10]={“China“}； printf(“%s“，c)； 也只輸出“china”5個字符，而不是輸出10個字符。這就是字符串結(jié)束標(biāo)志的好處。 ④ 如果一個字符數(shù)組中包含一個以上‘\0’，則遇到第一個‘\0’時輸出就結(jié)束。,（2）字符數(shù)組的輸入 —— scanf（“%s“）函數(shù) ① 輸入一個字符串。 例如：定義 char c[6]； 用scanf函數(shù)輸入一個字符串：scanf(“%s“，c)； 從鍵盤輸入：China 系統(tǒng)自動在后面加一個‘\0’結(jié)束符。 ② 輸入多個字符串：輸入時以空格分隔。 例如： char str1[6]，str2[8]，str3[8]； scanf(“%s%s%s“，str1，str2，str3)； 輸入數(shù)據(jù)： CHINA HOLLAND AMERICA 輸入后str1，str2，str3數(shù)組狀態(tài)為： CHINA\0 HOLLAND \0 AMERICA \0,[例4-7] 輸入、輸出一個字符串（與例4-6相比較）。 程序如下： main( ) { char c[10]； scanf(“%s“，c)； printf(“%s“，c)； } 程序運行結(jié)果： 鍵盤輸入 I am a boy 回車 屏幕顯示 I am a boy,4.3.6 字符串處理函數(shù) 在C的函數(shù)庫中提供了一些用來處理字符串的函數(shù)，使用方便。下面介紹幾種常用的函數(shù)。字符串標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的原型在頭文件string.h中。 1．輸出字符串 —— puts()函數(shù) （1）調(diào)用方式：puts（字符數(shù)組） （2）函數(shù)功能：將一個字符串（以‘\0’結(jié)束的字符序列）輸出到終端，并用‘\n’取代字符串的結(jié)束標(biāo)志‘\0’。用puts()函數(shù)輸出字符串時，不要求另加換行符。 （3）使用說明 ① 由于可以用printf函數(shù)輸出多個字符串，而puts函數(shù)只能輸出一個字符串，因此puts函數(shù)用得不多。 ② 用puts函數(shù)輸出的字符串中可以包含轉(zhuǎn)義字符。例如： char str[ ]={“China\nBeijing“}； puts(str)； 輸出： China Beijing 在輸出China后，有轉(zhuǎn)義字符‘\n’，即輸出完字符串China后換行輸出字符串Beijing。,2．輸入字符串 —— gets()函數(shù) （1）調(diào)用方式：gets（字符數(shù)組）。 （2）函數(shù)功能：從鍵盤上讀取1個字符串（可以包含空格），并將其存儲到字符數(shù)組中去。 （3）使用說明 ① gets()讀取的字符串，其長度沒有限制，編程者要保證字符數(shù)組有足夠大的空間，存放輸入的字符串。 ② 該函數(shù)輸入的字符串中允許包含空格，而scanf()函數(shù)不允許。 ③ 從鍵盤輸入一個字符串到字符數(shù)組，得到一個函數(shù)值，該函數(shù)值是字符數(shù)組的起始地址。 ④ 用puts和gets函數(shù)只能輸入或輸出一個字符串，不能寫成： puts (str1, str2) 或gets (str1, str2) 這是它們與scanf函數(shù)和printf函數(shù)的區(qū)別。,3．連接字符串 —— strcat()函數(shù) （1）調(diào)用方式：strcat（字符串1，字符串2）。 （2）函數(shù)功能：連接兩個字符數(shù)組中的字符串，把字符串2接到字符串1的后面，結(jié)果放在字符數(shù)組1中，函數(shù)調(diào)用后得到一個函數(shù)值—字符數(shù)組1的地址。 （3）使用說明 ① 字符數(shù)組1必須足夠大，以便容納連接后的新字符串。下例中定義str1的長度為30，是足夠大的，如果在定義時改用： char str1[]={“Peoples Rebuplic of“}； 因長度不夠，就會出問題。 ② 連接前兩個字符串的后面都有一個‘\0’，連接時將字符串1后面的‘\0’取消，只在新串最后保留一個‘\0’。 例如： char str1[30]={“Peoples Republic of “}； char str2[ ]={“China“}； printf(“%s“，strcat(str1，str2))； 則輸出： Peoples Republic of China,4．復(fù)制字符串 —— strcpy()函數(shù) （1）調(diào)用方式：strcpy（字符數(shù)組1，字符串2） 其中，“字符串”可以是串常量，也可以是字符數(shù)組。 （2）函數(shù)功能：將“字符串”完整地復(fù)制到“字符數(shù)組”中，字符數(shù)組中原有內(nèi)容被覆蓋。 例如： char str1[10]，str2[]={“China“}； strcpy(str1，str2)； 執(zhí)行后，str1的狀態(tài)為：C h i n a \0 \0 \0 \0 \0 （3）使用說明 ① 字符數(shù)組1必須定義得足夠大，以便容納被復(fù)制的字符串。字符數(shù)組1的長度不應(yīng)小于字符串2的長度。 ②“字符數(shù)組1”必須寫成數(shù)組名形式（如str1），“字符串2”可以是字符數(shù)組名，也可以是一個字符串常量。如 strcpy(str1，“China“) ③ 復(fù)制時連同字符串后面的‘\0’一起復(fù)制到字符數(shù)組1中。 ④ 不能用賦值語句將一個字符串常量或字符數(shù)組直接賦給一個字符數(shù)組。 ⑤ 可以用strcpy函數(shù)將字符串2前面若干個字符復(fù)制到字符數(shù)組1中去。例如 strcpy(str1，str2，2)； 作用是將str2中前面2個字符復(fù)制到str1中去，然后再加一個‘\0’。,5．字符串比較函數(shù) —— strcmp( ) （1）調(diào)用方式：strcmp（字符串1，字符串2） （2）函數(shù)功能：比較兩個字符串的大小。字符串比較的規(guī)則與其他語言中相同，即對兩個字符串自左至右逐個字符相比（按ASCII碼值大小比較），直到出現(xiàn)不同的字符或遇到‘\0’為止。如全部字符相同，則認(rèn)為相等；若出現(xiàn)不相同的字符，則以第一個不相同的字符的比較結(jié)果為準(zhǔn)。比較的結(jié)果由函數(shù)值帶回。 如果：字符串1=字符串2，函數(shù)返回值等于0； 字符串1字符串2，函數(shù)返回值正整數(shù)。 （3）使用說明 不能使用關(guān)系運算符“= =”來比較兩個字符串，只能用strcmp()函數(shù)來處理。 字符串的比較函數(shù)可以用來設(shè)置用戶程序密碼。 [例4-8] 核對密碼。 main( ) {char str[10]； gets(str)； if(strcmp(str，“2005-1-1“)= =0) printf(“yes!“)；/*輸入字符串2005-1-1時正確*/ else exit( )；/*輸入錯誤時退出程序，exit( )函數(shù)的作用是退出程序*/ },6．求字符串長度 —— strlen()函數(shù) （1）調(diào)用方式：strlen（字符串）。 （2）函數(shù)功能：求字符串(常量或字符數(shù)組)的實際長度，函數(shù)值為字符串中實際長度，不包括‘\0’在內(nèi)。 例如： char str[10]={“China“}； printf (“%d“，strlen(str))； 輸出結(jié)果不是10，也不是6，而是5。 也可以直接測字符串常量的長度，例如： strlen (“China“),7．將字符串中大寫字母轉(zhuǎn)換成小寫字母 —— strlwr()函數(shù) （1）調(diào)用方式：strlwr（字符串）。 （2）函數(shù)功能：將字符串中的大寫字母轉(zhuǎn)換成小寫，其他字符（包括小寫字母和非字母字符）不轉(zhuǎn)換。 8．將字符串中小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫字母 —— strupr()函數(shù) （1）調(diào)用方式：strupr（字符串）。 （2）函數(shù)功能：將字符串中小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫，其他字符（包括大寫字母和非字母字符）不轉(zhuǎn)換。,[例4-9] 輸入一行英文單詞，單詞之間用空格隔開，統(tǒng)計其中有多少個單詞。 main( ) { char str [81]； int i, num=0，word=0； char c； gets(str)； for (i=0；(c=str [i])!= \0；i++) /*從字符串的第一個字符開始，依次賦給c，至字符串結(jié)束為止*/ if (c= =‘ ’) word=0； /*當(dāng)str [i]為空格符時，word賦值0 */ else if (word= =0) { word=1；num++；} /*當(dāng)str [i] 為單詞頭一個字母時，word賦值1（原來為0），num加1；當(dāng)str [i] 為單詞的后續(xù)字母時，因word的值是1，不做任何操作，返回去繼續(xù)循環(huán)*/ printf(“There are %d words in the line\n“，num)； } 程序運行結(jié)果： 鍵盤輸入 I am a boy 回車 屏幕輸出 There are 4 words in the line 程序中變量i作為循環(huán)變量，num用來統(tǒng)計單詞個數(shù)，word作為判別是否單詞的標(biāo)志，word=0表示未出現(xiàn)單詞，如出現(xiàn)單詞word就置成1。,本 章 小 結(jié) 1．?dāng)?shù)組是一個有序數(shù)據(jù)的集合。數(shù)組元素可以是基本數(shù)據(jù)類型，如數(shù)值型或字符型。數(shù)組元素的下標(biāo)從0開始，到（常量表達(dá)式－1）為止。 2．一維數(shù)組有兩種方法賦值，一是使用scanf()函數(shù)，二是在定義數(shù)組時給它賦值（數(shù)組的初始化）。 3．二維數(shù)組可以看成是一種特殊的一維數(shù)組，這個特殊的一維數(shù)組的元素又是一維數(shù)組。因此定義的二維數(shù)組可以理解為定義了幾個一維的數(shù)組。C語言的這種處理方法在數(shù)組初始化和用指針表示時顯得很方便。二維數(shù)組初始化用花括號{}來分行，可以全部賦值，也可部分賦值；第一維的長度可以不指定，但第二維的長度必須指定。 4．用來存放字符的數(shù)組是字符數(shù)組。一般人們關(guān)心的是有效字符串的長度而不是字符數(shù)組的長度，為此，C語言規(guī)定了一個字符串結(jié)束標(biāo)志 —— ‘\0’，它是一個“空操作符”，不能顯示輸出。它的作用就是在程序中依靠檢測‘\0’來判定字符串是否結(jié)束。系統(tǒng)會對字符串常量自動加一個‘\0’作為結(jié)束符。用格式符“%c”可進(jìn)行單個字符的輸入輸出，用格式符“%s”可進(jìn)行字符串的輸入輸出。遇到第一個‘\0’字符串的輸入輸出就結(jié)束。字符串的處理函數(shù)有許多，常用的有連接、復(fù)制、比較、測長度、大小寫轉(zhuǎn)換等。,