Pouze tento týden sleva až 80 % na e-learning týkající se C# .NET. Zároveň využij akce až 50 % zdarma při nákupu e-learningu. Více informací:
Hledáme nové posily do ITnetwork týmu. Podívej se na volné pozice a přidej se do nejagilnější firmy na trhu - Více informací.
Slevovy týden 3/50

Lekce 13 - Textové řetězce v Javě podruhé - Práce s jednotlivými znaky

V minulé lekci, Nejčastější chyby Java nováčků - Umíš pojmenovat proměnné?, jsme si ukázali nejčastější chyby začátečníků v Javě ohledně pojmenování proměnných.

V dnešním Java tutoriálu se budeme zabývat přístupem k jednotlivým znakům textového řetězce.

Textový řetězec

Pokud jste vycítili nějakou podobnost mezi polem a textovým řetězcem, tak jste vycítili správně. Pro ostatní může být překvapením, že String je v podstatě pole znaků (char) a můžeme s ním i takto pracovat. Pro přístup k jednotlivým znakům slouží metoda charAt(x), kde x udává index znaku v řetězci (počínaje 0). Opačně pro zjištění indexu zadaného znaku slouží metoda indexOf(c), kde c je hledaný znak. Tato metoda vrací index prvního výskytu daného znaku a pokud jej v řetězci nenajde vrátí -1.

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

String s = "Java";
System.out.println(s);
System.out.println(s.charAt(2));

Výstup:

Konzolová aplikace
Java
v

A nyní se podíváme na zjištění indexu zadaného znaku:

String s = "Java";
System.out.println(s);
System.out.println(s.indexOf('v'));

Výstup:

Konzolová aplikace
Java
2

Znaky na dané pozici jsou v Javě read-only, nemůžeme je tedy jednoduše změnit.

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 sc.nextLine(). Řetězec budeme projíždět cyklem po jednom znaku. Rovnou zde říkám, že neapelujeme na rychlost programu a budeme volit názorná a jednoduchá řešení.

Nejprve si připravme kód, definujme si samohlásky a souhlásky. Počet nepísmen 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:

// řetězec, který chceme analyzovat
String s = "Mount Everest";
System.out.println(s);
s = s.toLowerCase();

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

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

// hlavní cyklus
for (char c : s.toCharArray()) {

}

Protože se jedná o složitější kód, nebudeme zapomínat na komentáře.

Zpočátku si připravíme řetězec a převedeme ho na malá písmena. Počítadla vynulujeme. Na definice znaků nám postačí obyčejný String. Hlavní cyklus nám projede jednotlivé znaky v řetězci s. Abychom mohli znaky iterovat (procházet cyklem), musíme si String převést na pole znaků. V úvodu jsem říkal, že String vlastně pole znaků je, ale ne plnohodnotné. Obsahuje něco navíc a něco mu chybí, např. možnost prvky iterovat cyklem. V cyklu tedy na s zavoláme metodu toCharArray(), která vrátí plnohodnotné pole znaků z řetězce s. 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
for (char c : s.toCharArray()) {
    if (samohlasky.contains(String.valueOf(c))) {
        pocetSamohlasek++;
    }
    else if (souhlasky.contains(String.valueOf(c))) {
        pocetSouhlasek++;
    }
}

Metodu contains() na řetězci již známe, jako parametr ji lze předat podřetězec. Bohužel nemůžeme předat znak char, musíme tedy znak převést na String. K tomu slouží výše uvedená metoda valueOf(). Daný znak c naší věty tedy nejprve zkusíme vyhledat v řetězce 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. V textu použijeme speciální sekvenci znaků "\n", ta způsobí odřádkování:

System.out.printf("Samohlásek: %d\n", pocetSamohlasek);
System.out.printf("Souhlásek: %d\n", pocetSouhlasek);
System.out.printf("Nepísmenných znaků: %d\n", s.length() - (pocetSamohlasek + pocetSouhlasek));

Výstup programu:

Konzolová aplikace
Mount Everest
Samohlásek: 5
Souhlásek: 7
Nepísmenných znaků: 1

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 také 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 (UTF8) kódování, kde jsou znaky reprezentovány trochu jiným způsobem. Nicméně v Javě máme stále 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", 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;
System.out.printf("Znak %c jsme převedli na ASCII hodnotu %d\n", c, i);
// Převedeme ASCII hodnotu na znak
i = 98;
c = (char)i;
System.out.printf("ASCII hodnotu %d jsme převedli na znak %c", i, c);

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 sc.nextLine(). Šifra nepočítá s diakritikou, mezerami a interpunkčními znaménky. Diakritiku budeme bojkotovat 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 = "gaiusjuliuscaesar";
System.out.printf("Původní zpráva: %s\n", s);
String zprava = "";
int posun = 1;

// cyklus projíždějící jednotlivé znaky
for (char c : s.toCharArray()) {

}

// výpis
System.out.printf("Zašifrovaná zpráva: %s\n", zprava);

Nyní se přesuneme dovnitř cyklu, převedeme znak 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;

Výstup programu:

Konzolová aplikace
Původní zpráva: gaiusjuliuscaesar
Zašifrovaná zpráva: hbjvtkvmjvtdbftbs

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 13. lekci Javy, si procvičíme nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.


 

Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.

Stáhnout

Stažením následujícího souboru souhlasíš s licenčními podmínkami

Staženo 976x (6.4 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce Java

 

Předchozí článek
Nejčastější chyby Java nováčků - Umíš pojmenovat proměnné?
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka Java
Přeskočit článek
(nedoporučujeme)
Řešené úlohy k 13. lekci Javy
Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Uživatelské hodnocení:
213 hlasů
David je zakladatelem ITnetwork a programování se profesionálně věnuje 13 let. Má rád Nirvanu, nemovitosti a svobodu podnikání.
Unicorn university David se informační technologie naučil na Unicorn University - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Aktivity