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# C++字符与 ASCII 码 讲义
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## 1. 概念
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在计算机的世界里，一切皆是 0 和 1（二进制）。计算机天生只认识数字，不认识字母、标点符号。
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为了让计算机能显示和处理文字，人类制定了一套规则：**给每一个字符指定一个唯一的数字编号**。
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* **字符 (Character)**：我们在屏幕上看到的符号（如 `'A'`, `'@'`, `'1'`）。
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* **ASCII 码**：一种最基础的编码标准，规定了字符和数字之间的对应关系。
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## 2. C++ 中的字符类型 (`char`)
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在 C++ 中，我们学习了如何储存一个整数或者小数，但是字符是使用 `char` 关键字来定义并储存字符变量的。
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### 2.1 基本语法
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* **书写方式**：必须使用**单引号** `' '` 括起来。
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* **本质**：`char` 类型在内存中实际上存储的是一个**整数**（即该字符对应的 ASCII 码值）。
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```cpp
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char letter = 'A'; // 正确
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char numChar = '5'; // 正确，这是字符5，不是数字5
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// char error = "A"; // 错误！双引号代表字符串
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```
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### 2.2 使用 `char`
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**题目描述:请你实现普通计算器的功能，输入两个整数和一个*，输出这两个整数的乘积。**
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**样例输入: 7 * 2**
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**样例输出: 14**
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**逻辑解析：**
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- **定义容器**：我们需要两个 `int` 类型的变量来存放参与运算的数字，**以及一个 `char` 类型的变量来存放中间的运算符 `*`**，我们就可以定义：`int num1, num2; char ch; `
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- **获取数据**：接受用户输入，将三个值分别放入三个变量中，并且按照顺序读取 `cin >> num1 >> ch >> num2;`
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- **读取 `num1`**：读取的第一个是整数变量，于是`cin` 接着期待一个整数，例如它读取了 `7`，接着遇到了空格。所以它会**自动结束读取**，将 `7` 存入 `num1` 中。
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- **读取 `op`**：接着是一个字符类型变量，于是`cin` 接着期待一个字符。拿到了字符 `*`，并存入字符变量 `op` 中。
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- **读取 `num2`**：最后，`cin` 再次期待一个整数。它跳过空格，读取到数字 `2`，存入 `num2`。
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- **计算结果：**`num1` 与 `num2` 已经存入了输入的两个整数，最后仅需按照题目要求输出这两个整数的乘积即可：`cout << num1 * num2;`
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## 3. 什么是 ASCII 码？
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**全称**：American Standard Code for Information Interchange（美国信息交换标准代码）。
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因为计算机却只认识数字，不认识字符，那计算机怎么存储“Hello”这个单词呢？
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为了解决这个问题，人类制定了一张**强制转换表**，这就是 **ASCII** **码表**。 它规定了每一个符号对应一个特定的整数。字符在计算机内部，本质上就是一个整数。
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它是一张“对照表”，规定了 128 个字符对应的数字。
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- 当你按下键盘上的 `A`。
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- 计算机查表：哦，`A` 对应的是 `65`。
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- 计算机存储：在内存里存下 `65` 。
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- 当你 `cout` 时：计算机读取 `65`，查表发现是 `A`，然后就输出一个 `A` 在屏幕上
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### 3.1 ASCII 码表的构成
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1. **0 - 31 (控制字符)**：不可打印，用于控制外围设备，这部分**了解**即可，一般不会用到。
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* 例如在我们键盘上的：换行、回车、响铃、退格。
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2. **32 - 126 (可打印字符)**：键盘上能打出来的符号。
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* 包括：空格、标点、数字、大写字母、小写字母。**这部分需要知道掌握**。
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3. **127 (Delete)**：删除控制符，**了解**即可。
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## 4. 必须记住的关键 ASCII 值
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你不需要背诵整个表，但以下几个数值应当记住，因为它们常用于编程逻辑中。
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| 字符类别 | 起始字符 | ASCII 值 | 结束字符 | ASCII 值 | 备注 |
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| :----------- | :------: | :------: | :------: | :------: | :-------------------------------- |
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| **数字** | `'0'` | **48** | `'9'` | **57** | 注意：`'0'` 和 `0` 不是同一个东西 |
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| **大写字母** | `'A'` | **65** | `'Z'` | **90** | |
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| **小写字母** | `'a'` | **97** | `'z'` | **122** | |
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### 规律总结：
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1. 数字、大写字母、小写字母都是**连续**排列的。
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2. **大小写转换规律**：小写字母的 ASCII 值比对应的大写字母大 **32**。
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* `'a' - 'A' = 32`
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* `'A' + 32 = 'a'`
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## 5. 字符与整数的互换 (C++ 的自动类型转换特性)
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在 C++ 中，其实`char` 和 `int` 可以自由转换和运算。
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1. 源类型向目标类型转换时。如果目标类型能够容纳源类型的值，且转换是安全的，编译器就会自动完成。
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- **例如**：`int` 赋给 `double` 是安全的（`int` 转换为 `double`）。
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- **但请注意：** `double` 赋给 `int` 时，虽然编译器会尝试转换（截断小数部分），但这通常被认为是**不安全的**，因为它会丢失精度。在严格的编译环境下可能会有警告，甚至在某些情况下需要显式转换（后续会讲解强制类型转化）。
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- **整型和浮点型混合运算时，整型会向浮点型转换以避免数据丢失**。**核心原则是** “向高精度、大范围类型转换”，以避免数据丢失。例如，`int` 和 `double` 相加时，`int` 会被转换为 `double`。
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简单来说，C++的自动类型转换是尽力让你在不同类型之间进行操作时，得到一个合理的结果，并且尽量不丢失数据。
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### 5.1 查看字符的 ASCII 码
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**使用 `int` 类型的变量来接住 `char` 类型的值。**
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```cpp
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int main() {
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char c = 'A';
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cout << "字符: " << c << endl; // 输出 A
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int num = c;
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cout << "ASCII值: " << num << endl; // 输出 65
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return 0;
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}
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```
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### 5.2 字符运算 (算术操作)
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**因为字符本质是整数（通过ASCII码来进行对照），所以可以进行加减乘除。**
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==**案例 1：大小写转换(重要，必须掌握)**==
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利用小写与小写字符中的差值为 32 进行转化。
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```cpp
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char upper = 'B';
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char lower = upper + 32; // 66 + 32 = 98 ('b')
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cout << lower << endl; // 输出 b
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```
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==**案例 2：数字字符 转 整数数字**==
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这是算法题中非常常见的操作。因为数字字符在ASCII码里是连续的，所以任意一个 字符数字 和 字符0 之间的差值就是字符数字对应的整数数字。
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例如`'7' - '0' = 7, '4' - '0' = 4, '0' - '0' = 0`。
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```cpp
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char c_num = '8';
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int i_num = c_num - '0'; // '8'(56) - '0'(48) = 8
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cout << i_num << endl; // 输出数字 8
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```
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