§ 27. Символьный тип данных

Определения и обозначения

Символьный тип данных char — тип для хранения одного символа: буквы, цифры, знака препинания или другого знака. Он отличается от строкового типа: char представляет один знак, а строка — последовательность знаков. Отдельный символ удобно хранить, например, когда программа проверяет введённую букву.

Символьная константа — записанное в программе постоянное значение из одного символа. В примерах с языком Pascal её заключают в одинарные кавычки: 'A' или '7'. Кавычки показывают, что перед нами знак; поэтому '7' — не число семь, а символ, который изображает цифру.

Код символа — целое число, которым символ представлен внутри компьютера. Программа может работать с этим числом, чтобы сравнивать знаки или преобразовывать их. Сам код не является изображением буквы: чтобы показать знак на экране, компьютер связывает код с его отображением.

Кодовая таблица задаёт соответствие между символами и их числовыми кодами. Unicode — широко применяемый стандарт, включающий знаки разных письменностей; конкретное представление зависит также от кодировки и языка программирования. В учебных примерах часто используют коды, совместимые с ASCII: например, код латинской буквы B равен 66.

Как это устроено

Компьютеру удобнее хранить и обрабатывать числа, чем отдельные изображения букв. Поэтому каждому знаку назначают числовой код, а программа или система отображения по этому коду находит нужное начертание. Кодовая таблица связывает оба представления, чтобы одно и то же значение можно было сохранить, сравнить и показать на экране.

В программе значение char записывают как символ в кавычках, например 'A'. Одинарные кавычки помогают отличить константу-символ от имени переменной A и от числового значения. Правила записи зависят от языка: в одних языках строку и символ обозначают разными кавычками, поэтому нужно соблюдать именно синтаксис используемого языка.

У символов есть порядок, заданный их кодами. Когда программа сравнивает два символа, она фактически сопоставляет соответствующие числа: символ с меньшим кодом считается меньшим. Это позволяет проверять, например, что одна латинская буква стоит раньше другой, но порядок зависит от таблицы и не всегда совпадает с привычным порядком знаков разных алфавитов.

Функция ord преобразует символ в его числовой код, а chr выполняет обратное преобразование. Например, в распространённой кодировке Unicode ord('B') даёт 66, а chr(66) возвращает 'B'. Такое преобразование нужно, когда требуется узнать код знака, получить знак по коду или выполнять вычисления с кодами.

С символами можно сравнивать значения, присваивать их переменным и преобразовывать их в коды и обратно. Однако арифметика над символом и арифметика над числом — не одно и то же: выражение с '7' не становится вычислением числа семь. Если нужно использовать цифру как число, сначала преобразуйте символ в числовое значение средствами языка, а затем выполняйте арифметические действия.

Символ и его представление в программе

Сначала определите, что именно хранит переменная: знак или число. Затем выберите запись и операции, подходящие этому типу. Если нужны вычисления с цифрой, заключённой в кавычки, сначала преобразуйте её из символа в число.

Разбор задач

Задача 1. Определите, какие из записей 'A', '7', 7, 'AB' являются значениями символьного типа. Проверим каждую запись по двум признакам: используются ли кавычки и заключён в них ровно один знак. Учитываем, что в примерах с Pascal символы записывают в одинарных кавычках.

1. В 'A' есть один символ в кавычках, значит, это символьное значение.
2. В '7' также один знак в кавычках: это символ цифры, а не число.
3. Запись 7 не заключена в кавычки и обозначает число.
4. В 'AB' два знака, поэтому это не значение типа char, а последовательность символов.

Ответ: значения символьного типа — 'A' и '7'. Запись 7 является числом, а 'AB' содержит больше одного символа.

Задача 2. Найдите код символа 'B' с помощью функции преобразования, а затем восстановите символ по полученному коду. Для учебного примера используем таблицу, совместимую с ASCII, и Unicode, где латинской букве B соответствует код 66. В других кодировках или языковых средах следует проверить принятую таблицу.

1. Передаём символ функции ord: ord('B').
2. Получаем код 66.
3. Передаём число функции chr: chr(66).
4. Обратное преобразование возвращает символ 'B'.

Ответ: ord('B') = 66, chr(66) = 'B'. Функции переводят значение из символьного представления в числовое и обратно.

Задача 3. Даны символы 'A' и 'C'. Определите результат их сравнения и выясните, какой символ следует за 'A' в кодовой последовательности. В таблице Unicode коды латинских заглавных букв идут подряд: A имеет код 65, B — 66, C — 67. Сравнение символов поэтому можно свести к сравнению этих чисел.

1. Сопоставляем коды: 65 меньше 67.
2. Следовательно, при сравнении 'A' < 'C' результат будет истинным.
3. После кода A, равного 65, идёт код 66, которому соответствует B.

Ответ: 'A' меньше 'C', а следующим символом в этой последовательности является 'B'. Вывод основан на порядке кодов, а не только на внешнем виде букв.

Типичные ошибки

Считать '5' числом 5. Кавычки обозначают символ, поэтому с ним нельзя автоматически выполнять те же вычисления, что с числом. Путаница возникает из-за того, что знак выглядит как цифра. Проверьте себя: если значение записано как '5', перед вами символ; для арифметики преобразуйте его в число.

Записывать символ без кавычек или брать его в двойные кавычки. Без кавычек запись может восприниматься как имя переменной, а двойные кавычки во многих языках обозначают строку. Ошибку допускают, перенося правила одного языка в другой. Сверьте синтаксис языка и убедитесь, что для одного знака выбрана правильная форма записи.

Помещать несколько знаков в char. Тип char рассчитан на один символ, а 'AB' содержит два. Такая ошибка появляется, когда символ путают со строкой. Проверьте количество знаков внутри кавычек: если их несколько, используйте строковый тип.

Считать коды букв одинаковыми во всех кодировках. Числовое представление зависит от кодовой таблицы и выбранного способа кодирования. Путаница возникает, когда пример с латинскими буквами переносят на другие знаки или языковые среды. Уточните таблицу и проверьте код функцией ord в нужной программе.

Связь с другими темами

Для работы с char нужно знать, что такое тип данных, переменная и константа, а также уметь записывать значения по правилам языка. Символьный тип связан со строковым: строка состоит из символов, и отдельный знак можно обрабатывать отдельно. Эти знания пригодятся при проверке введённых данных, поиске знаков в тексте и преобразовании символов в коды.

Что запомнить

• Значение типа char — один символ.
• Символ в программе записывают в кавычках согласно правилам языка.
• Цифра в кавычках является символом, а не числом.
• Каждому символу соответствует числовой код.
• ord получает код символа, а chr преобразует код в символ.
• Сравнение символов связано с порядком их кодов.