【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （5）编码与 ASCII

GESP 二级考试中，关于编码和字符处理是必考内容。这也是程序与人类交互的基础——计算机如何“理解”我们输入的文字？本篇将深入剖析大纲第 5 条考点。

（5）了解编码的基本概念，了解 ASCII 编码原理，能识别常用字符的 ASCII 码（空格：32、“0”：48、“A”：65、“a”：97），并掌握 ASCII 码和字符之间相互转换的方法。

二级考点系列：

• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （1）计算机存储的基本概念及分类
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （2）计算机网络的基本概念及分类
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （3）计算机程序设计语言相关知识
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （4）流程图
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （5）编码与 ASCII
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （6）数据类型转换
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （7）多层分支结构
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （8）多层循环结构
• 【GESP】C++二级考试大纲知识点梳理, （9）常用数学函数

---

一、编码的基本概念

计算机的本质是处理电信号，它只认识 0 和 1（二进制）。为了让计算机也能处理文字、图片、声音，我们需要建立一套规则，把这些信息转换成数字，这个过程就叫编码。

对于文字来说，字符编码就是给每一个字符（字母、数字、标点符号）规定一个唯一的整数编号。当我们在键盘上敲下 A 时，计算机实际接收到的是它的编号，存储的也是这个编号的二进制形式。

---

二、ASCII 编码原理

ASCII (American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码) 是最基础、最通用的单字节编码系统。

• 存储空间：它使用 1 个字节 (Byte) 中的低 7 位（或 8 位）来表示一个字符。
• 取值范围：标准的 ASCII 码范围是 0 ~ 127。
• 包含内容：
  • 控制字符 (0-31)：如换行 (\n, 10)、回车 (\r, 13)、制表符 (\t, 9) 等，主要用于控制输出显示。
  • 可打印字符 (32-126)：包含空格、标点符号、数字 (0-9)、大写字母 (A-Z)、小写字母 (a-z)。
  • 删除字符 (127)：DEL。

虽然现在的计算机使用更复杂的 Unicode (如 UTF-8) 来支持中文等多种语言，但 ASCII 码仍然是所有编码系统的基石。英文字符和数字在 UTF-8 中的编码与 ASCII 码完全一致。

---

三、常用 ASCII 码（重点背诵）

考试大纲明确要求识别以下 4 个关键字符的 ASCII 码。考试时不会给你查表，必须熟记！

字符	ASCII 码 (十进制)	备注	记忆技巧
(空格)	32	可打印字符的起点	它是“空”的，但不是0
'0'	48	数字字符的起点	0 是 48
'A'	65	大写字母的起点	A 是 65
'a'	97	小写字母的起点	a 是 97

3.1 规律推导

记住了上面 4 个基准点，其他的就可以推导出来了：

1. 数字连续性：
   • 数字字符是连续排列的。
   • '0' 是 48
   • '1' 是 49
   • …
   • '9' 是 48 + 9 = 57
2. 字母连续性：
   • 字母也是按字母表顺序连续排列的。
   • 'A' 是 65 $\rightarrow$ 'B' 是 66 … $\rightarrow$ 'Z' 是 65 + 25 = 90
   • 'a' 是 97 $\rightarrow$ 'b' 是 98 … $\rightarrow$ 'z' 是 97 + 25 = 122
3. 大小写转换规律（重要！）：
   • 小写字母的 ASCII 码 比对应的大写字母 大 32。
   • 公式：ASCII('a') = ASCII('A') + 32
   • 即 $97 = 65 + 32$。
   • 这个 32 很关键，是大小写转换的“密钥”。

---

四、ASCII 码与字符的相互转换

在 C++ 中，char 类型在内存中实际上就是以 整数 (ASCII 码) 形式存储的。这意味着 char 和 int 可以自由混用（混合运算和赋值）。

4.1 字符转 ASCII 码 (char $\rightarrow$ int)

将 char 赋值给 int，或者参与整数运算，或者强制类型转换。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    char c = 'A';
    
    // 方法1：直接赋值给 int 变量
    int code1 = c; 
    cout << code1 << endl; // 输出 65
    
    // 方法2：使用强制类型转换
    cout << (int)c << endl; // 输出 65
    
    // 隐式转换：算术运算
    cout << c + 1 << endl; // 'A'(65) + 1 = 66
    
    return 0;
}

4.2 ASCII 码转字符 (int $\rightarrow$ char)

将整数赋值给 char 变量，或者强制类型转换。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int n = 98;
    
    // 方法1：直接赋值给 char 变量
    char c = n;
    cout << c << endl; // 输出 'b' (因为 97是'a', 98是'b')
    
    // 方法2：强制类型转换输出
    cout << char(65) << endl; // 输出 'A'
    
    return 0;
}

4.3 经典应用案例

案例 1：大小写互换

输入一个大写字母，输出对应的小写字母。

char upper = 'G';
// 方法：加上 32
char lower = upper + 32; 
cout << lower; // 输出 'g'

思考：如果是小写转大写呢？减去 32 即可！

案例 2：数字字符转数值

输入一个字符 ‘5’，如何把它变成整数 5 ？

错误做法：(int)'5' $\rightarrow$ 结果是 53 (ASCII码)，不是 5。 正确做法：减去 ‘0’ 的 ASCII 码。

char c = '5';
int num = c - '0'; // 53 - 48 = 5
cout << num; // 输出 5

案例 3：凯撒密码（简单的字符偏移）

将字符向后移动一位（’A’ 变 ‘B’）。

char c = 'A';
c = c + 1; // 变成 66
cout << c; // 输出 'B'

---

五、易错点总结

1. 混淆 '0' 和 0：
   • 0 是整数零，逻辑上的 False，ASCII 码为 0 的字符是 Null (空字符)。
   • '0' 是字符零，显示的符号，ASCII 码是 48。
2. 混淆空格和空字符：
   • 空格 (Space) 的 ASCII 是 32，是能打印出来的空白。
   • 空字符 (\0) 的 ASCII 是 0，通常用于标记字符串的结束。
3. 计算越界：
   • char 只有 1 个字节，通常范围是 -128 到 127。如果 char c = 127; c = c + 1; 可能会溢出变成负数（具体取决于 char 是否 signed），导致乱码。但在 ASCII 处理范围内（0-127）通常是安全的。

所有代码已上传至Github：https://github.com/lihongzheshuai/yummy-code

GESP 学习专题站：GESP WIKI

“luogu-”系列题目可在洛谷题库进行在线评测。

“bcqm-”系列题目可在编程启蒙题库进行在线评测。

欢迎加入：Java、C++、Python技术交流QQ群(982860385)，大佬免费带队，有问必答

欢迎加入：C++ GESP/CSP认证学习QQ频道，考试资源总结汇总

欢迎加入：C++ GESP/CSP学习交流QQ群(688906745)，考试认证学员交流，互帮互助

GESP/CSP 认证学习微信公众号