Pouze tento týden sleva až 80 % na e-learning týkající se Pythonu
Aktuálně: Postihly zákazy tvou profesi? Poptávka po ajťácích prudce roste, využij podzimní akce 30% výuky zdarma!
October discounts

Lekce 9 - Textové řetězce v C# podruhé - práce s jednotlivými znaky

V předešlém cvičení, Řešené úlohy k 7.-8. lekci C# .NET, jsme si procvičili nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.

Pokud jste vycítili v C# nějakou podobnost mezi polem a textovým řetězcem, tak jste vycítili správně. Pro ostatní může být překvapením, že string je v podstatě pole znaků (hodnot typu char) a můžeme s ním i takto pracovat.

Nejprve si vyzkoušejme, že to všechno funguje. Rozcvičíme se na jednoduchém vypsání znaku na dané pozici:

string s = "Ahoj ITnetwork";
Console.WriteLine(s);
Console.WriteLine(s[2]);
Console.ReadKey();

Výstup:

Ahoj ITnetwork
o

Vidíme, že můžeme ke znakům v řetězci přistupovat přes hranatou závorku, jako tomu je i u pole. Zklamáním může být, že znaky na dané pozici jsou v C# read-only, nemůžeme tedy napsat:

string s = "Ahoj ITnetwork";
s[1] = "o";
Console.WriteLine(s);
Console.ReadKey();

Samozřejmě to jde udělat jinak, později si to ukážeme, zatím se budeme věnovat pouze čtení jednotlivých znaků.

Analýza výskytu znaků ve větě

Napišme si jednoduchý program, který nám analyzuje zadanou větu. Bude nás zajímat počet samohlásek, souhlásek a počet nepísmenných znaků (např. mezera nebo !).

Daný textový řetězec si nejprve v programu zadáme napevno, abychom ho nemuseli při každém spuštění psát. Až bude program hotový, nahradíme ho Console.ReadLine(). Řetězec budeme projíždět cyklem po jednom znaku. Rovnou zde říkám, že neapelujeme na rychlost programu a budeme volit názorná a jednoduchá řešení.

Tento výukový obsah pomáhají rozvíjet následující firmy, které dost možná hledají právě tebe!

Nejprve si připravme kód, definujme si samohlásky a souhlásky. Počet ostatních znaků nemusíme počítat, bude to délka řetězce mínus samohlásky a souhlásky. Abychom nemuseli řešit velikost písmen, celý řetězec na začátku převedeme na malá písmena. Připravme si proměnné, do kterých budeme ukládat jednotlivé počty. Protože se jedná o složitější kód, nebudeme zapomínat na komentáře.

// řetězec, který chceme analyzovat
string s = "Programátor se zasekne ve sprše, protože instrukce na šampónu byly: Namydlit, omýt, opakovat.";
Console.WriteLine(s);
s = s.ToLower();

// inicializace počítadel
int pocetSamohlasek = 0;
int pocetSouhlasek = 0;

// definice typů znaků
string samohlasky = "aeiouyáéěíóúůý";
string souhlasky = "bcčdďfghjklmnpqrřsštťvwxzž";

// hlavní cyklus
foreach (char c in s)
{

}

Console.ReadKey();

Zpočátku si připravíme řetězec a převedeme ho na malá písmena. Počítadla vynulujeme. Na definice znaků nám postačí obyčejné řetězce. Hlavní cyklus nám projede jednotlivé znaky v řetězci s, přičemž v každé iteraci cyklu bude v proměnné c aktuální znak.

Pojďme plnit počítadla, pro jednoduchost již nebudu opisovat zbytek kódu a přesunu se jen k cyklu:

// hlavní cyklus
foreach (char c in s)
{
    if (samohlasky.Contains(c))
        pocetSamohlasek++;
    else
    if (souhlasky.Contains(c))
        pocetSouhlasek++;
}

Metodu Contains() na řetězci již známe, jako parametr ji lze předat jak podřetězec, tak přímo znak. Daný znak c naší věty tedy nejprve zkusíme vyhledat v řetězci samohlasky a případně zvýšit jejich počítadlo. Pokud v samohláskách není, podíváme se do souhlásek a případně opětovně zvýšíme jejich počítadlo.

Nyní nám chybí již jen výpis na konec:

Console.WriteLine("Samohlásek: {0}", pocetSamohlasek);
Console.WriteLine("Souhlásek: {0}", pocetSouhlasek);
Console.WriteLine("Nepísmenných znaků: {0}", s.Length - (pocetSamohlasek + pocetSouhlasek));

Konzolová aplikace
Programátor se zasekne ve sprše, protože instrukce na šampónu byly: Namydlit, omýt, opakovat.
Samohlásek: 31
Souhlásek: 45
Nepísmenných znaků: 17

A je to!

ASCII hodnota

Možná jste již někdy slyšeli o ASCII tabulce. Zejména v éře operačního systému MS-DOS prakticky nebyla jiná možnost, jak zaznamenávat text. Jednotlivé znaky byly uloženy jako čísla typu byte, tedy s rozsahem hodnot od 0 do 255. V systému byla uložena tzv. ASCII tabulka, která měla 256 znaků a každému ASCII kódu (číselnému kódu) přiřazovala jeden znak.

Asi je vám jasné, proč tento způsob nepřetrval dodnes. Do tabulky se jednoduše nevešly všechny znaky všech národních abeced. Nyní se používá Unicode (UTF-8) kódování, kde jsou znaky reprezentovány trochu jiným způsobem. V C# máme možnost pracovat s ASCII hodnotami jednotlivých znaků. Hlavní výhoda je v tom, že znaky jsou uloženy v tabulce za sebou, podle abecedy. Např. na pozici 97 nalezneme 'a', na 98 'b' a podobně. Podobně je to s čísly, diakritické znaky tam budou bohužel jen nějak rozházeny.

Zkusme si nyní převést znak do jeho ASCII hodnoty a naopak podle ASCII hodnoty daný znak vytvořit:

char c; // znak
int i; // ordinální (ASCII) hodnota znaku
// převedeme znak na jeho ASCII hodnotu
c = 'a';
i = (int)c;
Console.WriteLine("Znak {0} jsme převedli na ASCII hodnotu {1}", c, i);
// Převedeme ASCII hodnotu na znak
i = 98;
c = (char)i;
Console.WriteLine("ASCII hodnotu {1} jsme převedli na znak {0}", c, i);
Console.ReadKey();

Převodům se říká přetypování, ale o tom se blíže pobavíme až později.

Cézarova šifra

Vytvoříme si jednoduchý program pro šifrování textu. Pokud jste někdy slyšeli o Cézarově šifře, bude to přesně to, co si zde naprogramujeme. Šifrování textu spočívá v posouvání znaku v abecedě o určitý, pevně stanovený počet znaků. Například slovo "ahoj" se s posunem textu o 1 přeloží jako "bipk". Posun umožníme uživateli vybrat. Algoritmus zde máme samozřejmě opět vysvětlený a to v článku Cézarova šifra. Program si dokonce můžete vyzkoušet v praxi - Online cézarova šifra.

Vraťme se k programování a připravme si kód. Budeme potřebovat proměnné pro původní text, zašifrovanou zprávu a pro posun. Dále cyklus projíždějící jednotlivé znaky a výpis zašifrované zprávy. Zprávu si necháme zapsanou napevno v kódu, abychom ji nemuseli při každém spuštění programu psát. Po dokončení nahradíme obsah proměnné metodou Console.ReadLine(). Šifra nepočítá s diakritikou, mezerami a interpunkčními znaménky. Diakritiku budeme bojkovat a budeme předpokládat, že ji uživatel nebude zadávat. Ideálně bychom poté měli diakritiku před šifrováním odstranit, stejně tak cokoli kromě písmen.

// inicializace proměnných
string s = "cernediryjsoutamkdebuhdelilnulou";
Console.WriteLine("Původní zpráva: {0}", s);
string zprava = "";
int posun = 1;

// cyklus projíždějící jednotlivé znaky
foreach(char c in s)
{

}

// výpis
Console.WriteLine("Zašifrovaná zpráva: {0}", zprava);
Console.ReadKey();

Nyní se přesuneme dovnitř cyklu, převedeme znak v c na ASCII hodnotu (neboli ordinální hodnotu), tuto hodnotu zvýšíme o posun a převedeme zpět na znak. Tento znak nakonec připojíme k výsledné zprávě:

int i = (int)c;
i += posun;
char znak = (char)i;
zprava += znak;

Konzolová aplikace
Původní zpráva: cernediryjsoutamkdebuhdelilnulou
Zašifrovaná zpráva: dfsofejszktpvubnlefcviefmjmovmpv

Program si vyzkoušíme. Výsledek vypadá docela dobře. Zkusme si však zadat vyšší posun nebo napsat slovo "zebra". Vidíme, že znaky mohou po 'z' přetéct do ASCII hodnot dalších znaků, v textu tedy již nemáme jen písmena, ale další ošklivé znaky. Uzavřeme znaky do kruhu tak, aby posun plynule po 'z' přešel opět k 'a' a dále. Postačí nám k tomu jednoduchá podmínka, která od nové ASCII hodnoty odečte celou abecedu tak, abychom začínali opět na 'a'.

int i = (int)c;
i += posun;
// kontrola přetečení
if (i > (int)'z')
    i -= 26;
char znak = (char)i;
zprava += znak;

Pokud i přesáhne ASCII hodnotu 'z', snížíme ho o 26 znaků (tolik znaků má anglická abeceda). Operátor -= vykoná to samé, jako bychom napsali i = i - 26. Je to jednoduché a náš program je nyní funkční. Všimněme si, že nikde nepoužíváme přímé kódy znaků, v podmínce je (int)'z', i když bychom tam mohli napsat rovnou 122. Je to z důvodu, aby byl náš program plně odstíněn od explicitních ASCII hodnot a bylo lépe viditelné, jak funguje. Cvičně si zkuste udělat dešifrování.

V následujícím cvičení, Řešené úlohy k 9. lekci C# .NET, si procvičíme nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.


 

Stáhnout

Staženo 1157x (48.75 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce C#

 

Předchozí článek
Řešené úlohy k 7.-8. lekci C# .NET
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C# .NET
Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Jak se ti líbí článek?
50 hlasů
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn university Autor sítě se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Aktivity (15)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (80)

Avatar
tasuro
Člen
Avatar
tasuro:13. března 17:14

Tak samozřejmě, že někteří odpadnou. A nebo prostě potřebovali vysvětlit nějakou látku kvůli škole a zbytek již chápou ze školy.

 
Odpovědět
13. března 17:14
Avatar
Marek Vajčner:14. března 13:16

No popravdě já dodnes slyšel jen o šifře mistra Leonarda. :-D Nicméně v případě Cézarovi šifry už alespoň trochu vím o co jde.

 
Odpovědět
14. března 13:16
Avatar
Alesh
Překladatel
Avatar
Alesh:11. června 9:55

Nechci rejpat :-), ale když se v článku tvrdí:

Všimněme si, že nikde nepoužíváme přímé kódy znaků, v podmínce je (int)'z', i když bychom tam mohli napsat rovnou 122.

Tak by místo:

if (i > (int)'z')
    i -= 26;

Mělo být:

if (i > (int)'z')
    i -= (int)'z' - (int)'a' + 1;       // Přetypování není nezbytné, funguje to i bez něj.
 
Odpovědět
11. června 9:55
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na Alesh
David Čápka:11. června 10:17

26 není kód znaku, ale počet znaků v abecedě.

Odpovědět
11. června 10:17
Jsem moc rád, že jsi na síti, a přeji ti top IT kariéru, ať jako zaměstnanec nebo podnikatel. Máš na to! :)
Avatar
Alesh
Překladatel
Avatar
Odpovídá na David Čápka
Alesh:11. června 10:35

No, dobře, ale situace je zcela analogická, uživatel se může splést, jak v samotném kódu znaku, tak v počtu znaků abecedy. Davide, dej mi za pravdu, dík. :-)

 
Odpovědět
11. června 10:35
Tento výukový obsah pomáhají rozvíjet následující firmy, které dost možná hledají právě tebe!
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na Alesh
David Čápka:11. června 16:51

Já třeba vím, že je v abecedě 26 písmen, když to někdo neví, tak je to asi lepší odečíst, ale zas se může splést na tom jak tam musíš dát + 1.

Odpovědět
11. června 16:51
Jsem moc rád, že jsi na síti, a přeji ti top IT kariéru, ať jako zaměstnanec nebo podnikatel. Máš na to! :)
Avatar
Savi
Člen
Avatar
Savi:21. června 11:47

Tak jsem si příklady vyzkoušel a to včetně dešifrování textu zpět. Nicméně jsem nepoužil podmínku přetečení. Jeden z důvodů byl, že stejně neošetřila mezery nebo interpunkci v celých větách a ty "ošklivé" znaky mi v šifrovaném textu přišli OK.
Ale k otázce... Bylo by vůbec možné dešifrovat text zpět s použitím této podmínky přetečení, pokud si v programu mohu zvolit i počet míst, o které znaky posouvám ? Asi bychom museli použít ještě nějaké jiné proměnné, které by dávali info o původním textu, že ??

Děkuji moc!

 
Odpovědět
21. června 11:47
Avatar
Alesh
Překladatel
Avatar
Odpovídá na Savi
Alesh:21. června 17:24

Cézarova šifra je spíš taková legrácka než metoda, jak něco opravdu bezpečně zašifrovat, to je snad jasné. Možná ještě v době, kdy neexistovaly počítače, že to mohlo mít nějaké reálné využití, samozřejmě za předpokladu, že ten posun se udělal o nějaký "těžko odhadnutelný" posun. Dnes bys velmi jednoduše naprogramoval nástroj, který by zkoušel různé posuny a "na oči" bys posoudil, zda ten text po tom posunu je ten původní nezašifrovaný.
Pokud jde o tvůj dotaz, tak tam bys v podstatě asi mohl udělat 2 věci:

  1. naprogramovat "šifrovač" a "dešifrovač", v každém z nich by byl natvrdo nastavený posun o "n" znaků (šifrovač posunu tedy o "n" a "dešifrovač" o "-n").
  2. variantou je mít jeden nástroj, kde bude možná zadat posun uživatelem. Pak jinou cestou příjemci sdělíš posun, pak mu pošleš zprávu a on si i zas posune o -posun.

Ale jak jsem již psal, tuto úlohu ber jen jako cvičení s char proměnnými, reálné využití k šifrování to prostě nemá, čili tvoje úvahy jsou v tomto smyslu víceméně zbytečné.

 
Odpovědět
21. června 17:24
Avatar
drevpe
Člen
Avatar
drevpe:2. července 15:47

Ahoj jen taková poznámka.
dnes zkouším kód z článku a kompilátor mi hlásí error
Error 1 The best overloaded method match for 'string.Conta­ins(string)' has some invalid arguments
Error 2 Argument 1: cannot convert from 'char' to 'string'

když zkonvertuji tak je to ok.

foreach (char c in s)
{
    if (samohlasky.Contains(c))
        pocetSamohlasek++;
    else if (souhlasky.Contains(Convert.ToString(c)))
        pocetSouhlasek++;
}
 
Odpovědět
2. července 15:47
Avatar
drevpe
Člen
Avatar
Odpovídá na drevpe
drevpe:2. července 15:59

škoda že nemůžu editovat komentář...
už vím čím to je... .NET Framework verze a použití using System.Linq

 
Odpovědět
2. července 15:59
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 10 zpráv z 90. Zobrazit vše