====== Datentyp string in C++ ======

In C++ wird der Datentyp **string** verwendet, um Zeichenketten zu speichern und zu verarbeiten. Anders als der C-String (ein Array von ''char''-Elementen mit Null-Terminierung) ist der ''string''-Typ eine komfortable Klasse aus der **Standardbibliothek** (''<string>''), die viele nützliche Funktionen zur Bearbeitung von Zeichenketten bietet.

===== Deklaration und Initialisierung =====

Ein ''string'' kann folgendermaßen deklariert und initialisiert werden:

<code cpp>
#include <iostream>
#include <string> // Notwendig für string
using namespace std;

int main() {
    string text = "Hallo, Welt!";
    cout << text << endl;
    return 0;
}
</code>

===== Wichtige Methoden von string =====
  * ''string text = "Das ist ein Text"'';
  * ''getline(cin, text)'':     Eingabe eines Textes inkl. Leerzeichen
  * ''text.length()'' oder ''size()'': Gibt die Anzahl der Zeichen zurück.
  * ''text.append(string)'': Fügt eine Zeichenkette an.
  * ''text.insert(pos, string)'': Fügt eine Zeichenkette an einer bestimmten Position ein.
  * ''text.erase(pos, len)'': Entfernt len Zeichen aus der Zeichenkette an der Position pos.
  * ''text.substr(pos, len)'': Gibt einen Teil der Zeichenkette zurück.
  * ''text.find(string)'': Sucht nach einem Teilstring und gibt die Position zurück.
  * ''text[i]'' liefert das Zeichen an der i. Stelle

====== Range-basierte for-Schleife in C++ ======

Die range-basierte for-Schleife ist eine moderne und vereinfachte Form der Schleife in C++, mit der man alle Elemente einer Sammlung (z. B. ''string'', ''vector'', Array) bequem durchlaufen kann – ganz ohne Zählvariable.

===== Syntax =====

<code cpp>
for (Datentyp variable : sammlung)
{
    // Anweisungen
}
</code>

  * ''Datentyp'' ist der Typ eines einzelnen Elements (z. B. ''char'', ''int'' oder ''auto'')
  * ''variable'' ist der Platzhalter für das aktuelle Element
  * ''sammlung'' ist z. B. ein ''std::string'', ''std::vector'', Array usw.

===== Beispiel mit string =====

<code cpp>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    string text = "Hallo";

    for (char c : text)
    {
        cout << c << endl;
    }

    return 0;
}
</code>

**Ausgabe:**
<code>
H
a
l
l
o
</code>

===== Vorteile =====

  * Einfach zu schreiben
  * Keine Zählvariable oder Index notwendig
  * Weniger Fehleranfällig (kein ''i++'', ''i < size()'' usw.)
  * Ideal zum Durchlaufen von Zeichenketten, Arrays, Vektoren etc.

===== Hinweis zur Referenz =====

Wenn man die Elemente **verändern** möchte, muss man mit **Referenz** arbeiten:

<code cpp>
vector<int> zahlen = {1, 2, 3};

for (int& z : zahlen)
{
    z = z * 2;
}
</code>

Ohne das ''&'' (Referenz) wird nur eine Kopie des Wertes verändert – nicht das Original.

===== Einschränkungen =====

  * Kein direkter Zugriff auf den Index
  * Nicht geeignet, wenn man z. B. das vorige oder nächste Element braucht

===== Fazit =====

Die range-basierte for-Schleife ist ideal, wenn man alle Elemente einer Sammlung **durchlaufen**, aber **keinen Index** braucht. Sie ist übersichtlich, kompakt und sicher.


===== Weitere nützliche Methoden von string =====
  * ''text.push_back(char)'': Fügt ein einzelnes Zeichen am Ende der Zeichenkette an.
    * Beispiel: ''text.push_back('a');'' fügt das Zeichen 'a' am Ende der Zeichenkette hinzu.
  
  * ''text.pop_back()'': Entfernt das letzte Zeichen aus der Zeichenkette.
    * Beispiel: ''text.pop_back();'' entfernt das letzte Zeichen der Zeichenkette.

  * ''text.empty()'': Gibt zurück, ob die Zeichenkette leer ist (true, wenn sie leer ist, sonst false).
    * Beispiel: ''if (text.empty()) { cout << "Die Zeichenkette ist leer."; }''

  * ''text.replace(pos, len, string)'': Ersetzt einen Teil der Zeichenkette von Position ''pos'' mit einer neuen Zeichenkette.
    * Beispiel: ''text.replace(3, 4, "neuerText");'' ersetzt 4 Zeichen ab der Position 3 durch "neuerText".
  
  * ''text.erase(pos)'': Entfernt alle Zeichen ab der Position ''pos'' bis zum Ende der Zeichenkette.
    * Beispiel: ''text.erase(5);'' entfernt alle Zeichen ab der Position 5 bis zum Ende der Zeichenkette.

  * ''text.find_first_of(string)'': Sucht nach dem ersten Vorkommen eines beliebigen Zeichens aus einer gegebenen Zeichenkette und gibt dessen Position zurück.
    * Beispiel: ''size_t pos = text.find_first_of("aeiou");'' sucht nach dem ersten Vokal in der Zeichenkette und gibt dessen Position zurück.

  * ''text.find_last_of(string)'': Sucht nach dem letzten Vorkommen eines beliebigen Zeichens aus einer gegebenen Zeichenkette und gibt dessen Position zurück.
    * Beispiel: ''size_t pos = text.find_last_of("aeiou");'' sucht nach dem letzten Vokal in der Zeichenkette und gibt dessen Position zurück.

  * ''text.find_first_not_of(string)'': Sucht nach dem ersten Zeichen, das nicht in der angegebenen Zeichenkette vorkommt.
    * Beispiel: ''size_t pos = text.find_first_not_of("aeiou");'' sucht nach dem ersten Zeichen, das kein Vokal ist.

  * ''text.find_last_not_of(string)'': Sucht nach dem letzten Zeichen, das nicht in der angegebenen Zeichenkette vorkommt.
    * Beispiel: ''size_t pos = text.find_last_not_of("aeiou");'' sucht nach dem letzten Zeichen, das kein Vokal ist.

  * ''text.substr(pos)'': Gibt einen Teilstring ab der Position ''pos'' bis zum Ende der Zeichenkette zurück.
    * Beispiel: ''string part = text.substr(5);'' gibt den Teilstring von der Position 5 bis zum Ende der Zeichenkette zurück.

  * ''text.substr(pos, len)'': Gibt einen Teilstring von der Position ''pos'' mit einer Länge von ''len'' zurück.
    * Beispiel: ''string part = text.substr(3, 4);'' gibt die 4 Zeichen ab der Position 3 zurück.

  * ''text.c_str()'': Gibt die Zeichenkette als C-String (nullterminiert) zurück.
    * Beispiel: ''const char* c_str = text.c_str();'' gibt den C-String zurück, der die Zeichenkette repräsentiert.

  * ''text.swap(string)'': Tauscht den Inhalt von zwei Zeichenketten.
    * Beispiel: ''text1.swap(text2);'' tauscht den Inhalt von ''text1'' und ''text2''.

  * ''text.resize(size)'': Ändert die Größe der Zeichenkette. Wenn die neue Größe kleiner ist, werden Zeichen abgeschnitten. Wenn sie größer ist, wird die Zeichenkette mit Nullzeichen (oder einem angegebenen Zeichen) aufgefüllt.
    * Beispiel: ''text.resize(10, 'x');'' sorgt dafür, dass die Zeichenkette 10 Zeichen lang ist und mit 'x' aufgefüllt wird.

  * ''text.find(string, pos)'': Sucht nach einer Teilzeichenkette ab der Position ''pos'' und gibt die Position des ersten Vorkommens zurück. Wenn nichts gefunden wird, wird ''string::npos'' zurückgegeben.
    * Beispiel: ''size_t pos = text.find("abc", 0);'' sucht nach dem ersten Vorkommen von "abc" ab der Position 0.

  * ''text.compare(string)'': Vergleicht zwei Zeichenketten lexikografisch. Gibt einen Wert kleiner als 0 zurück, wenn die erste Zeichenkette kleiner ist, einen Wert größer als 0, wenn sie größer ist, und 0, wenn sie gleich sind.
    * Beispiel: ''int result = text.compare("example");'' vergleicht ''text'' mit "example" und gibt den Vergleichswert zurück.


===== Beispiele =====

**1. Einfache Zeichenkettenverarbeitung**
<code cpp>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string name;
    cout << "Geben Sie Ihren Namen ein: ";
    cin >> name;
    cout << "Hallo, " << name << "!" << endl;
    return 0;
}
</code>
**Hinweis:** ''cin'' liest nur bis zum ersten Leerzeichen. Um eine ganze Zeile einzulesen, nutzt man ''getline()''.

<code cpp>
    string text;
    cout << "Gib einen Text ein: ";
    getline(cin, text);  // Liest die gesamte Zeile ein
    cout << text;
</code>

**2. Zeichenkette bearbeiten**
<code cpp>
include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "C++ ist toll!";
    s.insert(8, "wirklich ");
    cout << s << endl;
    return 0;
}
</code>
**Ausgabe:** ''C++ ist wirklich toll!''

**3. Zeichenkettenvergleich**
<code cpp>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string passwort = "geheim";
    string eingabe;
    cout << "Passwort eingeben: ";
    cin >> eingabe;
    
    if (eingabe == passwort) {
        cout << "Zugang gewährt!" << endl;
    } else {
        cout << "Falsches Passwort!" << endl;
    }
    return 0;
}
</code>

**4. Ausgabe von einzelnen Zeichen**
<code cpp>
    string text;
    cout << "Gib einen Text ein: ";
    cin >> text;  // Nur ein Wort einlesen

    cout << "Einzelne Zeichen der Eingabe:\n";
    for (int i = 0; i < text.length(); i++) {
        cout << "text[" << i << "] = " << text[i] << endl;
    }

    return 0;
</code>

===== Aufgaben =====

===== Beginner =====

==== 1. Zeichenkette eingeben und ausgeben ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette vom Benutzer einliest und ausgibt.

==== 2. Länge einer Zeichenkette bestimmen ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und deren Länge ausgibt.

==== 3. Zeichen an bestimmter Position ausgeben ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und das Zeichen an einer bestimmten Position ausgibt.

==== 4. Zeichenkette rückwärts ausgeben ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und sie rückwärts ausgibt.

==== 5. Vorkommen eines Zeichens zählen ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und zählt, wie oft ein bestimmtes Zeichen vorkommt.

===== Intermediate =====

==== 6. Zeichenkette in Großbuchstaben umwandeln ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und alle Buchstaben in Großbuchstaben umwandelt.

==== 7. Zeichenkette in Kleinbuchstaben umwandeln ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und alle Buchstaben in Kleinbuchstaben umwandelt.

==== 8. Palindrom überprüfen ====
Schreibe ein Programm, das prüft, ob eine eingegebene Zeichenkette ein Palindrom ist (vorwärts und rückwärts gleich).

==== 9. Leerzeichen entfernen ====
Schreibe ein Programm, das eine Zeichenkette einliest und alle Leerzeichen entfernt.

==== 10. Teilstring suchen ====
Schreibe ein Programm, das prüft, ob eine Zeichenkette in einer anderen Zeichenkette vorkommt.

===== Advanced =====

==== 11. Wortanzahl bestimmen ====
Schreibe ein Programm, das die Anzahl der Wörter in einer eingegebenen Zeichenkette zählt.

==== 12. Erstes und letztes Wort ausgeben ====
Schreibe ein Programm, das das erste und das letzte Wort einer eingegebenen Zeichenkette ausgibt.

==== 13. Zeichen ersetzen ====
Schreibe ein Programm, das in einer Zeichenkette alle Vorkommen eines bestimmten Zeichens durch ein anderes ersetzt.

==== 14. Anagramm überprüfen ====
Schreibe ein Programm, das überprüft, ob zwei eingegebene Zeichenketten Anagramme sind (gleiche Buchstaben in anderer Reihenfolge).

==== 15. Häufigstes Zeichen finden ====
Schreibe ein Programm, das das häufigste Zeichen in einer Zeichenkette ermittelt und ausgibt.