字符串编码与解码问题解析

编程的世界中,字符串的处理是一个常见的话题。本文将探讨一个特定问题:如何计算一个字符串在内存中的占用空间,以及如何将字符串编码为另一种形式。这个问题来源于2015年12月8日的“Advent of Code”编程挑战。将使用C++语言来解决这个问题,但同样的逻辑也可以应用于其他编程语言。

问题描述

在这个问题中,圣诞老人带来了他的名单,这是一个数字副本。需要计算存储这份名单需要多少空间。为了做到这一点,需要找出字符串字面量表示中的字符数与内存中字符串本身的字符数之间的差异。例如:

"aaa"aaa\x27"

在代码表示中是14个字符,但字符串本身包含六个"a"字符,一个单引号字符(用"\"转义),以及一个以十六进制表示的'字符,所以内存中是8个字符,这意味着差异的结果是14-8=6。

解决方案

与之前的问题相比,这个问题更简单,所以解决方案会更快。让从程序的逻辑开始!

首先,需要定义两个变量来存储字符总数和内存中的字符数:

size_t totalNumberOfCharacter{0}; size_t inMemoryNumberOfCharacter{0};

然后,遍历文件的每一行,计算每行的字符总数和内存中的字符数:

foreachLineIn(fileContent, [&totalNumberOfCharacter, &encodedNumberOfCharacter](const std::string& line) { totalNumberOfCharacter += getTotalNumberOfCharacters(line); inMemoryNumberOfCharacter += getNumberOfCharacterInMemory(line); });

最后,计算结果,即字符总数减去内存中的字符数:

const auto result = totalNumberOfCharacter - inMemoryNumberOfCharacter;

接下来,需要详细查看函数getTotalNumberOfCharacters和getNumberOfCharacterInMemory的实现:

第一个函数(getTotalNumberOfCharacters)非常简单,只需返回line.size()即可。第二个函数稍微复杂一些,但仍然相当简单。实际上,要找到编码字符串时的字符数,需要计算每个字母,并只为字符的转义序列计算一个。这看起来像这样:

size_t size{0}; for(size_t index{0}; index < line.size(); ++index) { ++size; if(index == line.size() - 1) { continue; } if(line[index] == '\\' && line[index + 1] == '\\') { ++index; } else if(line[index] == '\\' && line[index + 1] == '"') { ++index; } else if(line[index] == '\\' && line[index + 1] == 'x') { index += 3; } } return size - 2; // Subtracts the two " around the sequence of characters

现在,已经拥有了源代码,可以给圣诞老人他的答案了。

第二部分问题

现在,让做相反的事情。除了找到ù,还将对每个代码表示进行编码,将其转换为一个新的字符串,并找出新编码表示的字符数,包括周围的双引号,然后从代码的字符数中减去它。例如:

"aaa"aaa\x27"

编码为""aaa\"aaa\x27"",增加了7个字符。

第二部分解决方案

由于这部分与第一部分非常相似,可以重用代码,只需将对getNumberOfCharacterInMemory的调用替换为对新函数getNumberOfCharactersWhenEncoded的调用。让看看这个新函数:

std::stringstream ss; ss << std::quoted(line); return ss.str().size();

真的吗?!是的,C++有一个专门为此目的设计的功能,std::quoted,用于编码一系列字符。

可以注意到,本文中提供的解决方案并没有包含所有源代码,而只是解决这个问题的有趣部分。如果想看到完整的程序,可以访问GitHub账户,探索完整的解决方案,添加评论或提出问题。

std::quoted
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