Cadena de caracteres

Esta imagen muestra la relación entre las cadenas de caracteres, las fórmulas bien formadas y los teoremas. En algunos sistemas formales, sin embargo, el conjunto de los teoremas coincide con el de las fórmulas bien formadas.

En matemáticas o en programación, una cadena de caracteres, palabra, ristra de caracteres o frase (string en inglés) es una secuencia ordenada de longitud arbitraria (aunque finita) de elementos que pertenecen a un cierto alfabeto. En general, una cadena de caracteres es una sucesión de caracteres (letras, números u otros signos o símbolos).

En matemáticas es habitual usar las letras w, x, y,... para referirnos a las cadenas. Por ejemplo, si tenemos un alfabeto Σ = a,b,c, una cadena podría ser x = aacbbcba.

Desde un punto de vista de la programación, si no se ponen restricciones al alfabeto, una cadena podrá estar formada por cualquier combinación finita de todo el juego caracteres disponibles (las letras de la 'a' a la 'z' y de la 'A' a la 'Z', los números del '0' al '9', el espacio en blanco ' ', símbolos diversos '!', '@', '%', etc). En este mismo ámbito (el de la programación), se utilizan normalmente como un tipo de dato predefinido, para palabras, frases o cualquier otra sucesión de caracteres. En este caso, se almacenan en un vector de datos, o matriz de datos de una sola fila (array en inglés). Las cadenas se pueden almacenar físicamente:

• Seguidas.
• Enlazados letra a letra.

Generalmente son guardados un carácter a continuación de otro por una cuestión de eficiencia de acceso.

Un caso especial de cadena es la que contiene cero caracteres, a esta cadena se la llama cadena vacía; en teoría de autómatas es común denotar a la misma por medio de la letra griega .

Operaciones con cadenas

Siguiendo en el ámbito de la informática, al considerar las cadenas como un tipo de datos, hay que definir (o conocer) cuales son las operaciones que podemos hacer con ellas, en principio éstas podrían ser muchas y llegar a ser muy sofisticadas, aquí se exponen algunas de ellas:

• Asignación: Consiste en asignarle una cadena a otra.
• Concatenación: Consiste en unir dos cadenas o más (o una cadena con un carácter) para formar una cadena de mayor tamaño.
• Búsqueda: Consiste en localizar dentro de una cadena una subcadena más pequeña o un carácter.
• Extracción: Se trata de sacar fuera de una cadena una porción de la misma según su posición dentro de ella.
• Comparación: Se utiliza para comparar dos cadenas.

(Operaciones con cadenas en el lenguaje C)

Representación

Una cadena suele ser representada entre comillas dobles superiores ("palabra"), mientras que un carácter de esa cadena (un char en inglés) suele ser representado entre comillas simples ('p'). Por ejemplo, en C:

char c = 'a';
char str[5] = "hola";

Generalmente para acceder a un carácter en una posición determinada se suele usar la forma variable[posición] como cuando se accede a un vector.

Para poder mostrar una comilla (") dentro de la cadena y no tener problemas con las comillas que la delimitan, se usan secuencias de escape. Esto se aplica a otros caracteres reservados o no imprimibles como el retorno de carro. No obstante, las expresiones para producir estas secuencias de escape dependen del lenguaje de programación que se esté usando. Una forma común, en muchos lenguajes, de escapar un carácter es anteponiéndole un «\» (sin comillas), p. e.: «\"» (sin comillas).

Cadenas dinámicas y estáticas

Las cadenas pueden ser de naturaleza dinámica (pueden alterar su longitud durante el tiempo de ejecución), o de naturaleza estática (su longitud es fija a lo largo del tiempo de ejecución). En este segundo caso el programador debe prever que al recorrer la cadena los indíces no se vayan de los límites previstos (C no permite que las cadenas crezcan automáticamente de forma explícita, mientras que C# sí).

El final de la cadena se delimita de diferente manera en uno u otro caso:

• Mediante un carácter de fin de cadena ("\0" en C) para las cadenas de tipo dinámico.
• Mediante una propiedad de la cadena que delimite su longitud (Length en C#) para las de tipo estático.

Ejemplos de algunas operaciones comunes

Asignación: asignarle una cadena a otra

char *strcpy(char [], const char[]); # en C 
cadena1=cadena2; # en C++ 

Concatenación: unir dos cadenas de caracteres.

$pareja = "Joshua"." y "."Lidia"     # en Perl y PHP; 
pareja = "Luisa" & " y " & "Carmen"  # en Visual Basic;
pareja = "Luisa" + " y " + "Carmen"; # en C++ y Java con la clase String.
strcat(cadena1,cadena2); strcat(cadena1, cadena3); # en C (Debe haber suficiente espacio en la primera)

Nº de caracteres de una cadena

int strlen(const char[]); # en C Devuelve el nº de caracteres sin contar el '\0'
cadena.length();          # en C++

Comparación: Compara dos cadenas en orden lexicográfico

int strcmp(const char[], const char[]); # en C Devuelvee <0 si la 1ª es menor, >0 si es mayor y 0 si son iguales
cadena1==cadena2; cadena1>cadena2; etc. # en C++ Devuelve un valor de verdad

Multiplicar una cadena: repetir una cadena un número de veces

$puntos ="." x 5 # pone 5 puntos en Perl

Enlaces externos

• Entrecomillar una cadena