C语言：ASCII码表和字符操作

1. 引言

2. ASCII码表

2.1 控制字符

2.2 可显示字符

3. 例子

3.1 相关函数

3.2 打印能够显示的 ASCII码

3.3 字母大小写转换

3.4 数字转数字字符

1. 引言

因为计算机只是认识 0 和 1组成的一串串的二进制数字，为了将人类认识的文本字符和控制字符在计算机中存储，所以要对这些文本字符和控制字符进行编码存入计算机中，当需要将这些字符显示给我们人类看的时候，对这些数字进行解码。

ASCII (American Standard Code for Information Interchange)，美国信息交换标准代码，就是一种字符编码，用于将文本字符和控制字符与数字进行映射。

2. ASCII码表

2.1 控制字符

编码 [0, 31] 和 127 是控制字符，共 33 个字符是不可以打印的，其中编码 [0, 31] 这 32 个字符主要用于控制打印机等外围设备。

2.2 可显示字符

编码 [32, 126] 是可显示字符，也就是可以打印在屏幕上。记得以下几个编码规则，在 C语言对字符进行操作的时候，或许挺管用。

大写字母 A ~ Z 的 ASCII码 65 ~ 90
小写字母 a ~ z 的 ASCII码 97 ~ 122
大写字母比小写字母的 ASCII码小 32 (0b00100000，0x20) ，比如: char c = 'a'，小写字母变大写字母，c = c - 32 得到，也可以做位与操作，c = c & 0b11011111 得到
数字字符 0 ~ 9 的 ASCII码 48 ~ 57，所以一个数字要转换成数字字符，只要将数字加上 48 (0x30) 即可
字符串的终止符为 '\0'，ASCII 码为 0
换行符 '\n' 的 ASCII码为 10 (0x0A)

3. 例子

3.1 相关函数

#include <stdio.h>

void perror( const char *s ); // 依据最新的全局变量 errno 的值，输出错误信息到 stderr

参数：

s: 字符串首地址

返回值：无

说明：字符串 s 后会连接 “: ” 号，错误描述字符后会连接换行符 '\n'

#include <stdio.h>

int main() {
	perror("Test");	// Test: No error

	return 0;
}

#include <stdio.h>

int puts( const char *str ); // 将字符串输出到 stdou (t输出流) [标准设备 (屏幕)] ，并换行

// 等价于 printf(str); printf("\n");

参数:

str: 要输出的字符串首地址

返回值：

成功: 返回非负值。

失败: 返回 EOF 并设置 stdout 的错误值和全局 errno，可以通过 perror 函数打印错误信息

说明：

#define EOF (-1) // stdio.h 中有定义

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
	int ret;
	ret = puts("Hello World");    // 将字符串输出到标准输出流 stdout,并换行
	if (ret == EOF) {
		perror("puts()");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	return 0;
}

#include <stdio.h>

int putchar( int ch ); // 写字符 ch 到 stdout (标准输出流)

// 等价于 putc(ch, stdout);

参数：

ch: 要写入的字符

返回值

成功：返回写入的字符

失败：返回 EOF 并设置 stdout 的错误值和全局 errno，可以通过 perror 函数打印错误信息

#include <stdio.h>

int main() {
	putchar('a');	// 打印字符

	return 0;
}

3.2 打印能够显示的 ASCII码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
	int ret = 0;
	char temp = 0;
	ret = puts("能显示的 ASCII 字符:");
	if (ret == EOF) {
		perror("puts()");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	for (int i = 32; i < 127; i++) {
		ret = putchar(i);
		if (ret == EOF) {
			perror("putchar()");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}

		temp = i % 15 == 0 ? '\n' : ' ';
		ret = putchar(temp);
		if (ret == EOF) {
			perror("putchar()");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
	}

	return 0;
}

3.3 字母大小写转换

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
	char str[] = "HelLO\0";
	int ret = 0;
	ret = puts(str);
	if (ret == EOF) {
		perror("puts()");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	// 都转为小写，小写字母的 ASCII码比大写字母大 32
	char* p = str;
	while (*p != 0) {
		if (*p >= 65 && *p <= 90)	// 大写字母 ASCII码 [65, 90]
			*p = *p + 32;

		p++;
	}
	ret = puts(str);
	if (ret == EOF) {
		perror("puts()");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	// 都转为大写，大写字母比小写字母小 32，用更加高效的位操作来实现
	p = str;
	while (*p != 0) {
		*p = *p&0b11011111;
		p++;
	}
	ret = puts(str);
	if (ret == EOF) {
		perror("puts()");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	return 0;
}

3.4 数字转数字字符

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
	// 数字 [0,9] 转成字符
	char temp = 0;
	for (int i = 0; i <= 9; i++) {
		temp = i + 48;	// 数字字符比数字大 48
		putchar(temp);
		putchar(' ');
	}
	putchar('\n');

	for (int i = 0; i <= 9; i++) {
		temp = i | 0b00110000;	// 0-9占用的是低4位，所以可以用位或操作更高效
		putchar(temp);
		putchar(' ');
	}
	putchar('\n');

	return 0;
}