C语言学习之路（基础篇）—— 数组和字符串（下）

以你之姓@ 2024-04-01 02:39 72阅读 0赞

说明：该篇博客是博主一字一码编写的，实属不易，请尊重原创，谢谢大家！

## 字符数组与字符串 ##

### 1) 字符数组与字符串区别 ###

*  C语言中没有字符串这种数据类型，可以通过char的数组来替代；
 *  字符串一定是一个char的数组，但char的数组未必是字符串；
 *  数字0(和字符‘\\0’等价)结尾的char数组就是一个字符串，但如果char数组没有以数字0结尾，那么就不是一个字符串，只是普通字符数组，所以字符串是一种特殊的char的数组。

**示例：**

#include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	char a[14] = {
         'C','S','D','N',':','c','d','t','a','o','g','a','n','g' }; // 每个元素是char类型,所以这个是字符数组
    	for (int i = 0; i < sizeof(a)/sizeof(a[0]); i++)
    	{
        
    		printf("%c", a[i]);
    	}
    	printf("\n");
    	char b[5] = {
         'a', 'b', 'c' };
    	for (int i = 0; i < sizeof(b)/sizeof(b[0]); i++)
    	{
        
    		printf("%c:%d ", b[i], b[i]);  // a:97 b:98 c:99 :0 :0   当元素初始化不全时，进行元素补0操作，%c字符打印数字0就变成了字符\0，无法打印出来
    									   // 而%d十进制打印，可以打印出数值0
    	}
    	printf("\n");
    	printf("%s\n", "CSDN:cdtaogang"); // CSDN:cdtaogang   通过%s来打印字符串，定义的字符串"CSDN:cdtaogang"实际上后面跟了反斜杠0
    									// 只是我们看不到，即"CSDN:cdtaogang\0"在打印时，遇到\0则结束
    									
    	// 让普通的字符数组能像字符串一样打印，那么就需要在字符数组最后添加一个\0字符
    	// 所以字符串就是字符数组中有\0字符的数组，有\0字符的字符数组,操作起来也比较方便
    	char c1[14] = {
         'C','S','D','N',':','c','d','t','a','o','g','a','n','g' };
    	printf("c1 = %s\n", c1); // c1=CSDN:cdtaogang烫烫烫烫烫乱码，因为没有'\0'结束符
    	char c2[15] = {
         'C','S','D','N',':','c','d','t','a','o','g','a','n','g','\0' }; //字符数组中含有\0字符的,它也是字符串
    	printf("c2 = %s\n", c2); // CSDN:cdtaogang
    	//字符串处理以‘\0’(数字0)作为结束符，后面的 'c', 'd', 't', 'a', 'o', 'g', 'a', 'n', 'g'不会输出
    	char c3[] = {
         'C', 'S', 'D', 'N', '\0', 'c', 'd', 't', 'a', 'o', 'g', 'a', 'n', 'g', '\0' };
    	printf("c3 = %s\n", c3);
    
    	char d[14] = "CSDN:cdtaogang"; // 定义了一个字符数组,实际存的是CSDN:cdtaogang\0，元素个数为14
    	char e[] = "CSDN:cdtaogang";  // 定义了一个字符数组,实际存的是CSDN:cdtaogang\0，元素个数为15,会统计\0的字符元素
    	printf("sizeof(d)=%d sizeof(e)=%d\n", sizeof(d), sizeof(e)); // sizeof(d)=14 sizeof(e)=15
    	char f[100] = "cdtaogang";  // 定义了一个字符数组,有100个元素
    	char g1[100] = "\0";  // 将数组的第0个元素填\0,其他元素就是\0
    	char g2[100] = {
         0 }; // 将一个字符数组清0    与g1数组一样，数字0就是字符\0，字符\0的ASCII码就是0
    	return 0;
    }

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### 2) 字符串的初始化 ###

**示例：**

#include<stdio.h>
    // C语言没有字符串类型，通过字符数组模拟
    // C语言字符串，以字符‘\0’, 数字0
    
    int main() {
        
    
    
    	// 不指定长度, 没有0结束符，有多少个元素就有多长
    	char c1[] = {
         'a', 'b', 'c' };
    	printf("c1 = %s\n", c1);	//乱码 c1 = abc烫烫蘵P?<?髚?
    
    	//指定长度，后面没有赋值的元素，自动补0
    	char c2[100] = {
         'a', 'b', 'c' };
    	printf("c2 = %s\n", c2);  // c2 = abc
    	char s1[1000] = "hello";
    	printf("s1 = %s\n", s1);  // s1 = hello\0\0.......
    
    	//所有元素赋值为0
    	char c3[100] = {
         0 };
    	printf("c3 = %s\n", c3);  // c3 = \0\0\0........
    
    	//char c4[2] = { '1', '2', '3' };//数组越界
    
    	char c4[50] = {
         '1', 'a', 'b', '0', '7' };
    	printf("c4 = %s\n", c4);  // c4 = 1ab07
    
    	char c5[50] = {
         '1', 'a', 'b', 0, '7' };
    	printf("c5 = %s\n", c5);  // c5 = 1ab   数值0字符输出就是\0，所以遇到\0结束打印
    
    	char c6[50] = {
         '1', 'a', 'b', '\0', '7' };
    	printf("c6 = %s\n", c6);  // c6 = 1ab   ‘\0’结束符
    
    	//使用字符串初始化，编译器自动在后面补0，常用
    	char s2[] = "cdtaogang";
    
    	//'\0'后面最好不要连着数字，有可能几个数字连起来刚好是一个转义字符
    	//'\ddd'八进制字义字符，'\xdd'十六进制转移字符
    	// \012相当于\n
    	char str[] = "\012abc";
    	printf("str = %s\n", str);
    	return 0;
    }

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### 3) 字符串的输入输出 ###

#### 3.1 scanf() ####

缺点：

*  VS编译器C4996不安全警告
 *  遇到空格会提前结束读取
 *  存放读取字符的空间不足时会继续向后存放，会造成内存污染

**示例1：**

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	//char c;
    	//scanf("%c", &c); // 从键盘读取一个字符
    	// 从键盘读取一个字符串
    	char s[128] = "";
    	scanf("%s", s);  // s数组名就代表数组首元素地址，而数组首元素地址就代表整个数组地址，所以以后读取字符串不用使用取地址符
    	// %s打印要的是字符数组的首元素地址
    	printf("[%s]", s);  // [cdtaogang] 这里添加[]的目的是方便观察有没有其他字符
    
    	// scanf方法读取键盘标准输入时除了遇到回车\n结束，遇到空格也会结束
    	// 如输入hello world\n  打印出来的结果为[hello]
    
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][591dc7dc8fb444d99a2644858b4ddcbe.png]

**示例2：**

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
    #include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	// 如果存放读取字符的空间不足,继续向后存放,会造成内存污染
    	char s[5] = "";
    	scanf("%s", s);
    	printf("[%s]", s);
    
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][a6de2030ba2247e38c6c7e27a0ea4f5b.png]

#### 3.2 gets() ####

#include <stdio.h>
    char *gets(char *s);
    
    功能：从标准输入读入字符，并保存到s指定的内存空间，直到出现换行符或读到文件结尾为止。
    参数：
    	s：字符串首地址
    返回值：
    	成功：读入的字符串
    	失败：NULL

**gets(str)与scanf(“%s”,str)的区别：**

*  gets(str)允许输入的字符串含有空格
 *  scanf(“%s”,str)不允许含有空格

**注意：** 由于scanf()和gets()无法知道字符串s大小，必须遇到换行符或读到文件结尾为止才接收输入，因此容易导致字符数组越界(缓冲区溢出)的情况，即内存污染。  
  
**补充：** 在2011年12月，ANSI 采纳了 ISO/IEC 9899:2011 标准，标准中删除了 gets()函数，使用一个新的更安全的函数gets\_s()替代；Visual Studio 2019并不支持gets函数。

**示例1：**

#include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	char s[128] = "";
    	// gets遇到\n结束., 但是遇到空格不会结束，会读取空格
    	//gets也会造成内存污染
    	gets(s);  // gets是一个库函数,从键盘读取字符串
    	printf("s=%s", s);
    
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][0505430d1f494f228447ef3c932c6b94.png]

**示例2：**

#include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	/*char s[128] = "";*/
    	char s[5] = "";
    	// gets遇到\n结束., 但是遇到空格不会结束，会读取空格
    	//gets也会造成内存污染
    	gets(s);  // gets是一个库函数,从键盘读取字符串
    	printf("s=%s", s);
    
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][bbdebc40c27b4651a33483109876b461.png]

#### 3.3 fgets() ####

#include <stdio.h>
    char *fgets(char *s, int size, FILE *stream);
    
    功能：从stream指定的文件内读入字符，保存到s所指定的内存空间，直到出现换行字符、读到文件结尾或是已读了size - 1个字符为止，最后会自动加上字符 '\0' 作为字符串结束。
    参数：
    	s：字符串
    	size：指定最大读取字符串的长度（size - 1）
    	stream：文件指针，如果读键盘输入的字符串，固定写为stdin
    返回值：
    	成功：成功读取的字符串
    	读到文件尾或出错： NULL

**注意：** fgets()在读取一个用户通过键盘输入的字符串的时候，同时把用户输入的回车也做为字符串的一部分。通过scanf和gets输入一个字符串的时候，不包含结尾的“\\n”，但通过fgets结尾多了“\\n”。fgets()函数是安全的，不存在缓冲区溢出的问题。

**示例1：**

#include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	char buf[128] = "";
    	//fgets会把回车键\n读取
    	// fgtes从stdin(标准输入 - 键盘)读取字符串到buf数组中, 最大可以读sizeof(buf) - 1个字符
    	fgets(buf, sizeof(buf), stdin); // hello cdtaogang\n
    	printf("[%s]", buf); 
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][c96ba00730e1449ebf12ef4f0c8bfe26.png]

**示例2：**

#include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	//char buf[128] = "";
    	char buf[5] = "";
    	//fgets会把回车键\n读取
    	// fgtes从stdin(标准输入 - 键盘)读取字符串到buf数组中, 最大可以读sizeof(buf) - 1个字符
    	fgets(buf, sizeof(buf), stdin); // hello cdtaogang\n
    	printf("[%s]", buf); 
    
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][d55284c36eda4a28a17d78ea66b1aa3d.png]

#### 3.4 strlen() ####

#include <string.h>
    size_t strlen(const char *s);
    
    功能：计算指定指定字符串s的长度，不包含字符串结束符'\0'
    参数：
        s：字符串首地址
    返回值：
        字符串s的长度，size_t为unsigned int类型

**strlen()库函数的实现过程**

#include<stdio.h>
    
    int main() {
        
    	// 模拟fgets库函数读取到的\n，如何去除掉\n，很简单，将\n替换成'\0'即可
    	char buf[128] = "cdtaogang\n";  // buf[9]=0或者'\0'; 实际上是cdtaogang\n\0\0\0......一共凑够128位元素
    
    	int i = 0;
    	while (buf[i] != '\0')  //  "cdtaogang\n"  \n以后就是\0，所以判断不为\0则可以求出整个字符数组中有效字符的个数
    	{
        
    		i++;
    	}
    	buf[i - 1] = '\0';  // 为什么减1，字符下标从0开始，那么\n的下标就是i-1
    	printf("%d\n", i); // 10
    	printf("[%s]", buf);  // [cdtaogang]
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][044e2981376e4a759586654f0913b757.png]

**示例1：**

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    
    
    int main() {
        
    	char buf[128] = "";
    	// fgets结合strlen进行使用解决了\n字符的获取打印
    	fgets(buf, sizeof(buf), stdin);
    	buf[strlen(buf) - 1] = 0;  // 0 或者 '\0'都行
    	printf("[%s]", buf);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][d9c4266ce20640a185cd945bb8ea2658.png]

**示例2：**

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    
    
    int main() {
        
    	char str[128] = "CSDN\0cdtaogang";
    	int n = strlen(str);  // 不包含字符串结束符‘\0’
    	printf("n = %d\n", n); // n = 4
    
    
    }

#### 3.5 puts() ####

#include <stdio.h>
    int puts(const char *s);
    
    功能：标准设备输出s字符串，在输出完成后自动输出一个'\n'。
    参数：
    	s：字符串首地址
    返回值：
    	成功：非负数
    	失败：-1

**示例：**

#include<stdio.h>
    
    
    int main() {
        
    	char buf[128] = "cdtaogang";
    	puts(buf);  // 会打印换行\n
    	printf("%s", buf);
    	
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][70ae10ec1e31410ca709a2f841c6e822.png]

#### 3.6 fputs() ####

#include <stdio.h>
    int fputs(const char * str, FILE * stream);
    
    功能：将str所指定的字符串写入到stream指定的文件中， 字符串结束符 '\0'  不写入文件。 
    参数：
    	str：字符串
    	stream：文件指针，如果把字符串输出到屏幕，固定写为stdout
    返回值：
    	成功：0
    	失败：-1
    
    fputs()是puts()的文件操作版本，但fputs()不会自动输出一个'\n'。

**示例：**

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    
    int main() {
        
    	char buf[128] = "cdtaogang";
    	puts(buf);  // 会打印换行\n
    	fputs(buf, stdout);  // stdout标准输出(屏幕)，stdin是标准输入  不打印换行\n
    	printf("%s", buf);
    	
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][6cee1a500a8d4a16bf13c12496020839.png]

### 4) 强化训练 ###

**已知：** 字符串str1为"CSDN:“，字符串str2为"cdtaogang”，如何追加字符串为"CSDN:cdtaogang" 。

#include<stdio.h>
    #include<string.h>
    
    
    int main() {
        
    
    	char str1[128] = "CSDN:";
    	char str2[128] = "cdtaogang";
    	// 方法1：不使用strlen
    	int i = 0;
    	while (str1[i] !=0)
    	{
        
    		i++;
    	}
    	int j = 0;
    	while (str2[j] !=0)
    	{
        
    		str1[i] = str2[j];
    		i++;
    		j++;
    	}
    	printf("str1 = %s\n", str1);
    	char str3[128] = "CSDN:";
    	char str4[128] = "cdtaogang";
    	// 方法2：使用strlen
    	int len1 = strlen(str3);
    	int len2 = strlen(str4);
    	for (int i = 0; i < len2; i++)
    	{
        
    		str3[len1] = str4[i];
    		len1++;
    	}
    	printf("str3 = %s", str1);
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][d21b26408e21463aaede13cf899eefd1.png]

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[70ae10ec1e31410ca709a2f841c6e822.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/81390d7f924743b7a323fb815b5d769d.png
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[d21b26408e21463aaede13cf899eefd1.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/01/5259f414092647edb27685c3e6dcd26a.png