C语言基础（三）——字符串

C语言基础（三）——字符串
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导图

1、字符串

• C语言中的字符串：以 '\0' 或 0结尾的字符数组。

  • 0或\0’是一样的，但是和0'不同0标志字符串的结束，但它不是字符串的一部分。
  • 计算字符串长度的时候不包含这个0。
  • 字符串以数组的形式存在，以数组或指针的形式访问。更多的是以指针的形式。
  • string.h 里有很多处理字符串的函数。

• 字符串常量：以双引号包含的字符串。

  • 会被编译器变成一个字符数组放在某处。

  • 相邻的两个字符串常量会被自动连接起来，不需要加号。

• C语言的字符串是以字符数组的形态存在的。

  • 不能用运算符对字符串做运算。
  • 通过数组的方式可以遍历字符串。
  • 字符串字面量可以用来初始化字符数组。

• 字符串变量：

  • 定义字符串变量1：char *s = "Hello,world"。
    • s是一个指针，初始化为指向一个字符串常量。
    • 由于这个常量所在的地方是内存中的代码段，只能被读不能被写。所以实际上 s 是 const char*s，但是由于历史的原因，编译器接受不带 const 的写法。
    • 试图对s所指的字符串做写入会导致严重的后果。
  • 定义字符串变量2：char s[] = "Hello,world"。
    • 这样做可以修改字符串。
  • 用数组定义字符串：表示这个字符串在这里，程序运行的本地。
    • 作为本地变量空间自动被回收。
  • 用指针定义字符串：这个字符串不知道在哪里，存储在内存中的代码段。
    • 作为函数处理的参数。
    • 动态分配空间时。

• 如果要构造一个字符串使用数组，如果要处理一个字符串使用指针。

• 字符串可以表达为 char* 的形式，但 char* 不一定是字符串。

  • 本意是指向字符的指针，可能指向的是字符的数组（就像int*一样）。
  • 只有它所指的字符数组有结尾的 0，才能说它所指的是字符串。

• 字符串的赋值：

  • char*t="title";char*s;s=t;。
  • 并没有产生新的字符串，只是让指针 s 指向了 t 所指的字符串，对 s 的任何操作就是对 t 做的。

• 字符串的输入输出：

  • 指定格式为 %s 。
  • scanf 读入一个单词，到空格、tab或回车为止（不包含）。
  • scanf 是不安全的，因为不知道要读入的内容的长度。
  • 可以用 %ns 表示 scanf 最多读入 n 个字符。在 % 和 s 之间的数字 n 表示最多允许读入的字符的数量，这个数字应该比数组的大小小一。
  • 常见问题：
    • char* string; scanf("%s"，string);。
    • 定义了一个字符串类型的变量 string 不能直接使用，需要先初始化为 0。

• 字符串数组：

  • char **a：代表a是一个指针，指向另一个指针，那个指针指向一个字符（串）。不是字符串数组。
  • char a[][n]：代表数组 a 中的每个元素是有最大长度的字符数组。不是字符串数组。
  • char *a[]：代表数组 a 中的每个元素都指向一个字符数组。是字符串数组。

• main 函数的程序参数：

  • int main(int argc, char const *argv[])。
  • argc 表示传入参数的个数，argv 是在命令行运行程序时按空格分隔的输入的参数。
  • argv[0] 是输入的运行命令本身。

2、字符串函数

• 先读入库：#include <string.h>。

• putchar：单字符输出：

  • 格式：int putchar(int c)。
  • 向标准输出写一个字符。
  • 返回写了几个字符，EOF（-1）表示写失败。

• getchar：单字符输入。

  • 格式：int getchar(void)。
  • 从标准输入读入一个字符。
  • 返回类型是int是为了返回EOF（-1）。
  • 输入结束：
    • Windows-> Ctrl-Z。
    • Unix-> Ctrl-D。

• strlen：字符串长度。

  • 格式：size_t strlen(const char* s)。
  • 返回字符串的长度，不包括结尾的 \0 。也就是比对字符串做 sizeof 少1。

• strcmp：比较字符串。

  • 格式：int strcmp(const char* s1, const char* s2)。

  • s1==s2 时，返回 0；s1>s2 时，返回 1（大于0）；s1<s2 时，返回 -1（小于0）。

  • 从前往后逐字符比较，直到比较得到第一个不同的字符（或者第一个字符串到达末尾），返回不同的字符的 ASCII 码值的差。

  • 自己实现 strcmp ：

    int mycmp(const char* s1, const char* s2){
        while(*s1 == *s2 && *s1 != '\0'){
            s1++;
            s2++;
        }
        return *s1 - *s2;
    }
    

• strcpy：拷贝字符串。

  • 格式：char* strcpy(char* restrict dst, const char* restrict src)。

  • 把 src 的字符串拷贝到 dst。

  • restrict 表明 src 和 dst 的内存空间不重叠（C99）。

  • 返回 dst。

  • 复制一个字符串：

    char* dst = (char*)malloc(strlen(src)+1);
    strcpy(dst, src);
    

  • 自己实现 strcpy：

    char* mycpy(char* dst, const char* src){
        char* ret = dst;
        while(*dst++ == *src++ );
        *dst = '\0';
        return ret;
    }
    

• strcat：字符串连接。

  • 格式：char* strcat(char* restrict s1，const char* restrict s2)。
  • 把 s2 拷贝到 s1 的后面，接成一个长的字符串。
  • 返回s1， s1必须具有足够的空间。

• 安全问题：

  • 拷贝、连接都可能会出现空间不足的问题。
  • 实际上C也提供了安全版本，传入所需的空间大小。
  • 拷贝n个字符：char *strncpy(char *restrict dst,const char *restrict src,size_tn)。
  • 连接n个字符：char * strncat(char *restrict s1,const char *restrict s2,size_tn)。
  • 比较前n个字符： strncmp(const char *s1,const char *s2,size_tn)。

• 字符串搜索函数：

  • 从左边开始，寻找字符c第一次出现的位置：char*strchr(const char*s，int c)。
  • 从右边开始，寻找字符c第一次出现的位置：char*strrch(const char*s，int c)。
  • 返回的是指向找到的 c 的指针，返回NULL表示没有找到。
  • 寻找字符串 s2 第一次出现的位置：char*strstr(const char *s1,const char *s2)。
  • 寻找字符串第一次出现的位置（忽略大小写）：char* strcasestr(const char *s1,const char *s2)。

参考：C语言程序设计（浙江大学）：https://www.bilibili.com/video/av15267247
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