2019-04-01 C初阶3:字符串

1. 字符串操作

1.1 字符串遍历

可以通过数组方式遍历字符串。

char* str="Hello World";
for(int i = 0;'\0' != str[i];++i){
    printf("%c\n",str[i]);
}

也可以使用指针方式

char* str="Hello World";
for(int i = 0;'\0' != *str;++i){
    printf("%c\n",*(str+i));
}

指针方式可以简化成

char* str="Hello World";
for(;'\0' != *str;++str){
    printf("%c\n",*str);
}

甚至是

while('\0' != *str){
    printf("%c\n",*str++);
}

1.2 字符串赋值

char* s = "Hello World";
char* t;
t = s;
printf("%s\n",t);

没有产生新的字符串,只是st指向相同的字符串。下面是查看两个字符串的地址。

printf("%p\n",s);
printf("%p\n",t);

1.3 字符串输入输出

char str[8];
scanf("%s",str);
printf("%s\n",str);

scanf()读入一个单词直到空白符(空格、回车、Tab)
scanf()不安全,因为不知道要读入的内容长度,容易溢出。
例如:输入123456789
解决方式:指定读取的长度。

char str[8];
scanf("%7s",str);
printf("%s\n",str);

%s之间的数字表示最多允许输入的字符数,这个数字要比数组长度少1

2. 字符串与函数

2.1 字符串传参

字符串传参方式与数组传参方式一样,只不过很多时候不需要传递字符串的长度(为什么?)。

void print_string(char str[]){
    printf(str);
}

或者

void print_string(char* str){
    printf(str);
}

2.2 字符串返回

字符串返回只能使用指针char*

3. 练习

  1. 交换
    实现字符串交换函数void swap(char* s1,char* s2)
  2. 拼接
    实现字符串拼接函数char* strcat(char* s1,char* s2)
  3. 拷贝
    实现字符串拷贝函数char* strcpy(char* s1,char* s2)
  4. 比较
    实现字符串相等判断函数bool strcmp(char* s1,char* s2)

4. 字符串指针与字符数组的区别

4.1 sizeofstrlen()

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char arr[] = "Hello World";
    char* ptr = "Hello World";
    printf("sizeof(arr) = %ld\n",sizeof(arr));
    printf("strlen(arr) = %ld\n",strlen(arr));
    printf("sizeof(ptr) = %ld\n",sizeof(ptr));
    printf("strlen(ptr) = %ld\n",strlen(ptr));
}

4.2 替换字符

试一下下面三个例子

  1. 修改字符数组
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char arr[] = "Hello World";
    arr[0] = `h`;
    arr[6] = `w`;
    printf("%s\n",arr);    
}

  1. 字符串指针
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char* ptr = "Hello World";;
    *ptr = `h`;
    *(ptr+6) = `w`;
    printf("%s\n",ptr);    
}

  1. 指向字符数组的字符串指针
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    char arr[] = "Hello World";
    char* ptr = arr;
    *ptr = `h`;
    *(ptr+6) = `w`;
    printf("%s\n",ptr);    
}

  1. const字符数组
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    const char arr[] = "Hello World";
    arr[0] = 'h';
    arr[6] = 'w';
    printf("%s\n",arr);    
}

  1. 指向const字符数组的字符串指针
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    const char arr[] = "Hello World";
    char* ptr = arr;
    *ptr = 'h';
    *(ptr+6) = 'w';
    printf("%s\n",ptr);    
}

决定能否修改的是指针指向的值能否修改。const的限制只针对定义为const的变量。

4.3 字符串字面量初始化

字符串字面量初始化字符数组
字符串字面量初始化字符串指针

char* str1 = "Hello World";
char str2[] = "Hello World";

str1[5] = '\0'; // Error
str2[5] = '\0'; // OK

printf("str1=%s\n",str1);
printf("str2=%s\n",str2);

str1是一个指针,初始化指向一个字符串常量。(在C99标准中,str1报警告,提示应该使用const char*)
修改字符串常量可能会导致严重后果。
str2是一个字符数组,初始化把字符串字面量自动复制到数组中。

如何选择?

  1. 如果需要构造字符串使用数组;如果需要处理字符串使用指针。
  2. 字符串不需要修改使用字符串字面量初始化字符串指针。
  3. 字符串需要修改使用字符串字面量初始化字符数组。

5. 字符串函数

5.1 字符串长度

size_t strlen(const char *s);

返回字符串长度不包含\0

5.2 字符串比较

int strcmp(const char *s1,const char *s2);

比较两个字符串
返回0,表示s1 == s2
返回>0,表示s1 > s2
返回<0,表示s1 < s2
为什么字符串不能直接比较?
为什么字符串比较会有大小?

5.3 字符串拷贝

char* strcpy(char* restrict dst,const char* restrict src);

把字符换src拷贝到dst。
restrict是C99关键字,表示src和dst不能重叠,便于并行处理。
返回值为dst,便于连接。
连续赋值。

复制一个字符串

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

5.4 字符串连接

char* strcat(char* restrict s1,const char*restrict s2);

把s2拷贝到s1的后面,拼接成一个长的字符串。
返回s1,注意:s1必须有足够的空间。

char* a="Hello";
char* b="World";
char res[strlen(a)+strlen(b)+1] = {0};
strcat(strcat(res,a),b);

strcpy和strcat都会有安全问题:dst空间不足,出现越界。

5.5 字符查找

char* strchr(const char*s,int c);
char* strrchr(const char*s,int c);

返回找到字符的指针,没找到返回NULL
如何查找第二个?

5.6 子串查找

char* strstr(const char*s1,const char*s2);
char* strcasestr(const char*s1,const char*s2);

6. 文档

学会通过例子,学会函数的使用。

stdio.h

  • sprintf:数据按格式写入字符串
  • sscanf:按格式从字符串读出数据

stdlib.h

  • atof:字符串转浮点数
  • atoi:字符串转整数
  • atol:字符串转长整数

string.h

复制

连接

比较

查找

  • strchr:查找字符串中第一个出现指定字符的位置
  • strrchr:查找字符串中最后一个出现指定字符的位置
  • strstr:查找字符串中第一个出现指定子串的位置
  • strtok:切分字符串

其他

练习
实现函数times(char* dst,int n,char* src)


7. 字符串数组与字符串指针数组

7.1 字符串数组

字符串数组,可以看成二维字符数组,只是初始化可以使用字符串方式。

char arr[12][10] = {"January","February","March","April",
                   "May","June","July","August",
                   "September","October","November","December"};

简化

char arr[][10] = {"January","February","March","April",
                 "May","June","July","August",
                 "September","October","November","December"};

7.2 字符串指针数组

char* arr[12] = {"January","February","March","April",
                 "May","June","July","August",
                 "September","October","November","December"};

简化

char* arr[] = {"January","February","March","April",
               "May","June","July","August",
               "September","October","November","December"};

7.3 字符串数组与字符串指针数组的区别

  1. 大小的区别
char arr1[][10] = {"January","February","March","April",
                 "May","June","July","August",
                 "September","October","November","December"};
char* arr2[] = {"January","February","March","April",
               "May","June","July","August",
               "September","October","November","December"};

printf("sizeof(arr1)=%d\n",sizeof(arr1));
printf("sizeof(arr2)=%d\n",sizeof(arr2));

  1. 二维指针的区别
#include <stdio.h>

int main () {
    char arr1[][10] = {"January","February","March","April",
                 "May","June","July","August",
                 "September","October","November","December"};
    char* arr2[] = {"January","February","March","April",
               "May","June","July","August",
               "September","October","November","December"};
    char** p1 = arr1;
    for(int i=0;i<12;++i){
        printf("%s\n",p1[i]);
    }
    char** p2 = arr2;
    for(int i=0;i<12;++i){
        printf("%s\n",p2[i]);
    }
    return 0;
}

8. 实践

  1. 已知十天干和十二地支
    天干:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸
    地支:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥
    按顺序打印出六十甲子
    甲子、乙丑、丙寅、丁卯、戊辰、己巳、庚午、辛未、壬申、癸酉、
    甲戌、乙亥、丙子、丁丑、戊寅、己卯、庚辰、辛巳、壬午、癸未、
    甲申、乙酉、丙戌、丁亥、戊子、己丑、庚寅、辛卯、壬辰、癸巳、
    甲午、乙未、丙申、丁酉、戊戌、己亥、庚子、辛丑、壬寅、癸卯、
    甲辰、乙巳、丙午、丁未、戊申、己酉、庚戌、辛亥、壬子、癸丑、
    甲寅、乙卯、丙辰、丁巳、戊午、己未、庚申、辛酉、壬戌、癸亥

  2. 已知今年的纪年,输入21世纪任意年份,打印出对应的甲子。

  3. 已知今年的纪年,打印出21世纪所有年份的甲子。

  4. 已知小明同学的属相,推断出可能的年龄。

9. main()参数与返回值

9.1 main()参数

main()的完全形式是这样的。

int main(int argc,char* argv[])

或者

int main(int argc,char** argv)

其中,argc是命令与参数数量。argv是命令和参数组成的字符串数组。argv[0]是命令本身。其余是参数。

int main(int argc,char* argv[]){
    for(int i=0;i<argc;++i){
        printf("%d:%s",i,argv[i]);
    }
    return 0;
}

9.2 main()返回值

main()返回值是与调用程序交互的,返回程序执行状态。通常0表示执行成功,非零表示执行失败。

int main(){
    int n;
    printf("请输入一个整数:");
    scanf("%d",&n);
    return n;
}

在终端执行程序后,接着执行echo $?可以看到返回值。


10. 扩展

char*一定是字符串吗?
char*不一定是字符串,只有以0结尾的字符数组才是字符串。

10.1 0'\0''0'

0'\0'

'\0'表示字符串的结束,但不是字符串的一部分。计算字符串长度时不包含'\0'

字符串以数组方式存储,可以用数组或者指针形式访问。

10.2 空字符串

char str[10]="";

这是一个空字符串,str[0]\0

char str[]="";

这是也是一个空字符串,str数组长度为1

常见错误:使用未初始化的char*

char* str;
printf("%s\n",str);

同常如果指针定义时无法确定初始值时,使用NULL初始化指针。

10.3 字符串常量连接

两个相邻字符串常量会自动连接。

char greeting = "Hello" "World";

小礼

作者:jdzhangxin
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侵删。

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