C语言-入门-语法-字符串(十一)

港控/mmm° 2023-10-02 20:19 14阅读 0赞

在 C 语言中有字符类型的变量，但是没有其他编程语言中经常出现的字符串类型，在 JAVA 或者 C\# 中用 string 这个关键字来声明其类型。但是在 C 语言中是没有这个变量类型的。

### 字符串的基本概念 ###

c 语言没有专门用于存储字符串的变量类型，字符串都被存储在 char 类型的数组中。数组由连续的存储单元组成，字符串中的字符被存储在相邻的存储单元中，每个单元存储一个字符，c 语言用数组末尾的字符 \\o 标记字符串的结束。  
![在这里插入图片描述][109fd60ca6cf4a3899b046252a05dba6.png]  
**c 中的字符串一定是以空字符结束**，这意味着数组的容量必须至少比待存储字符串的字符数多 1，以上图中有14个存储单元，却只能存储13个字符，剩下一个字节留给空字符。

### 字符串原理 ###

在c语言中一般创建字符串有两种方式, 指针或者数组

char a[]="hello world !";   //数组
    	char* b=" hello world !";   //指针

**数组形式:** `a [ ]` 在计算机的内存中分配为一个内含14个元素的数组，每个元素初始化为字符串字面量对应的字符。通常，字符串都作为可执行文件的一部分存储在数据段中。当把程序载入内存时，也载入了程序中的字符串。字符串存储在静态存储区中，但是，程序在开始运行时才会为该数组分配内存。此时才将字符串拷贝到数组中，此时字符串有两份，一个是在静态内存中的字符串字面量，另一个是存储在 a\[ \] 数组中的字符串。  
![在这里插入图片描述][eb5f2f7241544f5e9cb559f686fb4732.gif]

**指针形式:** `*b` 也使得编译器为字符串在静态存储区预留14个元素的空间。一旦开始执行程序，它会把字符串地址存储在指针变量中。该变量指向该字符串的首字符。  
![在这里插入图片描述][c2d083f759dc4fd09ceb729f4965cfb5.gif]  
其实不用关心太多，你只要知道，初始化数组把静态存储区的字符串拷贝到数组中，你的数组得到的只是它的副本，而初始化指针只把字符串的地址拷贝给指针，你得的是静态存储区字符串的地址。

**数组和指针的选择:**

1.  使用指针创建的字符串是不能进行修改的,因为字符串还在常量池里,建议使用`const char * b` 方式进行修饰, 看见 const 我们就知道不能去修改它
2.  而使用数组创建的字符串是可以进行修改的,因为我们将常量池的字符串拷贝了一份, 所以我们是能对我们自己拷贝的这一份字符串进行修改的

如何选择取决于你想用程序做什么，你只想构建一个字符串,后期不修改了,那么推荐指针的方式, 如果你构建一个字符串后期还需要进行修改那么推荐数组方式

再说一下指针，就是当你用多个指针**初始化的字符串字面量是一样的**，它们得到的是同一个地址,这是编译器内部的优化

#include <stdio.h>
    
    int main() {
        
        char* a="hello world !";
        char* b="hello world !";
        char* c="hello world !";
        printf("a= %p\n",a); //0000000000404000
        printf("b= %p\n",b); //0000000000404000
        printf("c= %p\n",c);//0000000000404000
        return 0;
    }

总之，如果你打算修改字符串，就不要用指针去初始化。 不然会出现奇怪的问题

### 字符串的初始化 ###

我们就主要以数组来演示  
当把一个字符串存入一个数组时,会把结束符‘\\0’存入数组,并以此作为该字符串是否结束的标志。有了‘\\0’标志后,就不必再用字符数组的长度来判断字符串的长度了  
**正确的初始化方式:**

char name[9] = "lnj"; //在内存中以“\0”结束， \0在ASCII码值是0 
    char name1[9] = {
        'l','n','j','\0'}; 
    char name2[9] = {
        'l','n','j',0}; 
    // 当数组元素个数大于存储字符内容时, 未被初始化的部分默认值是0, 所以下面也可以看做是一个字符串 
    char name3[9] = {
        'l','n','j'};

**错误的初始化方式:**

// 不正确地写法，结尾没有\0 ，只是普通的字符数组
    char name4[] = {
        'l','n','j'};
    // "中间不能包含\0", 因为\0是字符串的结束标志  ,\0的作用：字符串结束的标志
    char name[] = "c\0ool";

### 字符串打印 ###

如果字符数组中存储的是一个字符串, 那么字符数组的输入输出将变得简单方便。不必使用循环语句逐个地输入输出每个字符可以使用printf函数和scanf函数一次性输出输入一个字符数组中的字符串, 使用的格式字符串为“%s”,表示输入、输出的是一个字符串

char chs[] = "lnj"; 
    	printf("%s\n", chs);
    
        char ch[10];
        scanf("%s", ch);

### 幻读问题 ###

char name1[] = {
        'c', 'o', 'o', 'l' , '\0'};
        char name2[] = {
        'l', 'n', 'j'};
        char name3[] = {
        'a', 'b', 'c'};
        printf("name1 = %s\n", name1); // 输出结果: cool
        printf("name2 = %s\n", name2); // 输出结果: lnjcool
        printf("name3 = %s\n", name3); // 输出结果: abclnjcool
    
        printf("name1 = %p\n", name1); // 输出结果: 000000000064FE1B
        printf("name2 = %p\n", name2); // 输出结果: 000000000064FE0C
        printf("name3 = %p\n", name3); // 输出结果: 000000000064FE09

因为`%s` 会一直往后读取到`\0`为止 , 在方法(栈)里,创建变量优先从大的内存开始创建的

![在这里插入图片描述][5f762c610a7f4a2bbededfb7638bf9a4.png]

### 字符串常用方法 ###

#### 字符串操作 ####

C语言中供了丰富的字符串处理函数,大致可分为字符串的输入、输出、合并、修改、比较、转 换、复制、搜索几类。 使用这些函数可大大减轻编程的负担。使用输入输出的字符串函数,在使用前应包含头文件"stdio.h", 使用其它字符串函数则应包含头文件"string.h"

> `strcpy(target , source )`复制字符串  
> `strncpy(target,source , len)`复制指定长度字符串  
> `strcat(source, target)` 拼接字符串  
> `strncat(source, target, len)`拼接指定长度字符串  
> `strlen(source)`取字符串长度  
> `strcmp(source, target)` 比较字符串  
> `strcasecmp(source,target)`忽略大小写比较字符串  
> `strncmp(source, target, len)`比较指定长度字符串  
> `strchr(source, target)`在字符串中查找指定字符  
> `strrchr(source, target)` 在字符串中反向查找  
> `strstr(source, target)`查找字符串  
> `strtok(s, delim)` s为要分解的字符串，delim为分隔符字符串。

##### 获取字符串长度 #####

> 获取字符串的长度

int main() {
        
        char str[]="hello world";
        int len = strlen(str);
        //hello world 的长度是 11
        printf("%s 的长度是 %d\n", str, len);
        return 0;
    }

> 我们还要注意：char str\[\] = \{‘a’,‘b’,‘c’\};如果是这样的话就没有’\\0’，那么我们不知道反斜杠’\\0’在哪里。 那么获取的长度就不会准确的,而且最后获取的字符串也是乱码

##### 复制 #####

> 注意: 如果目标数组不够大，而源字符串的长度又太长，可能会造成缓冲溢出的情况。所以目标数组一定要足够大，这样才能将源字符串给存放的下去。 该函数返回一个指向最终的目标字符串的指针。

int main() {
        
        char str[]="hello world";
        char str1[40];
        //把 str所指向的字符串复制到 str1。
        strcpy (str1,str);
        //str1:hello world
        printf("str1:%s\n", str1);
        return 0;
    }

> 复制指定长度的字符串

int main() {
        
        char str[]="hello world";
        char str1[40];
        strncpy (str1,str,5);
        //str1:hello
        printf("str1:%s\n", str1);
        return 0;
    }

##### 拼接字符串 #####

> 把两个字符串拼接在一起

int main() {
        
        char str[]="hello   ";
        char str1[]="world";
        strcat(str,str1);
        //str1:hello   world
        printf("str1:%s\n", str);
        return 0;
    }

##### 比较字符串 #####

> int strcmp(const char \*str1, const char \*str2) 字符串 str1 与 C语言 字符串 str2 进行比较。  
> 比较每一位字符其实是比较ASCll码的值。

1.  如果返回值小于 0，则表示 str1 小于 str2。
2.  如果返回值大于 0，则表示 str1 大于 str2。
3.  如果返回值等于 0，则表示 str1 等于 str2。

int main() {
        
        char str[]="hello world";
        char str1[]="hello world";
        int i = strcmp(str1, str);
        //0   表示 str1 等于 str2
        printf("%d\n", i);
        return 0;
    }

##### 搜索字符串 #####

> 字符查询, 从前往后查询第一个符合条件的 ,返回它和它之后的字符串

int main() {
        
        char str[]="http://www.baidu.com";
        char *string = strchr(str, '.');
        //.baidu.com
        printf("%s\n",string);
        return 0;
    }

> 字符查询, 反向查询,第一个符合条件的 ,返回它和它之后的字符串

int main() {
        
        char str[]="http://www.baidu.com";
        char *string = strrchr(str, '.');
        //.com
        printf("%s\n",string);
        return 0;
    }

> 字符串查询 ,从前往后查询第一个符合条件的 ,返回它和它之后的字符串

int main() {
        
        char str[]="http://www.baidu.com";
        char *string = strstr(str, "baidu");
        //.com
        printf("%s\n",string);
        return 0;
    }

##### 字符串分割 #####

> 每次调用strtok函数时,返回第一个分割符之前的字符串,并且在分隔符的位置插入一个NULL字符(修改的源字符串)主要是为了方便下次的读取,当我们继续调用strtok函数时第一个参数为NULL,这会引发strtok函数在源字符串最后一个NULL位置后查找下一个分割符号,重复上动作

int main() {
        
        char str[80] = "This is - www.baidu.com - website";
        const char s[2] = "-";
        char *token;
    
        /* 获取第一个子字符串 */
        token = strtok(str, s);
        /* 继续获取其他的子字符串 */
        while( token != NULL ) {
        
            printf( "%s\n", token );
    		//从上次分割的字符串的位置继续
            token = strtok(NULL, s);
        }
    
        return 0;
    }

![在这里插入图片描述][294731d9936a43a8a8c4551872d1e127.png]

#### 字符串到数值类型的转换 ####

C 标准库的`stdlib .h`头文件提供了一些函数可用于转换字符串类型  
`strtod(p, ppend)` 从字符串 p 中转换 double 类型数值，并将后续的字符串指针存储到 ppend 指向的 char\* 类型存储。

int main() {
        
        char str[30] = "20.30300 This is test";
        char *ptr;
        double ret;
        ret = strtod(str, &ptr);
        printf("数字（double）是 %lf\n", ret);
        printf("字符串部分是 |%s|", ptr);
        return 0;
    }

`strtol(p, ppend, base)`从字符串 p 中转换 long 类型整型数值，base 显式设置转换的整型进制，设置为 0 以根据特定格式判断所用进制

int main() {
        
        char str[30] = "2030300 This is test";
        char *ptr;
        long ret;
    
        ret = strtol(str, &ptr, 10);
        printf("数字（无符号长整数）是 %ld\n", ret);
        printf("字符串部分是 |%s|", ptr);
    
        return(0);
    }

`atoi(p)` 字符串转换到 int 整型

int main() {
        
        int val;
        val = atoi("98993489");
        printf("整型值 = %d\n", val);
    }

`atof(p)` 字符串转换到 double 符点数

int main() {
        
        double val;
        val = atof("98993489.23221");
        printf("符点数 = %f\n", val);
    
        return(0);
    }

`atol(p)` 字符串转换到 long 整型

int main() {
        
        long val;
        val = atol("98993489.23221");
        printf("长整型值 = %ld\n", val);
        return(0);
    }

#### 字符检查 ####

C 标准库的`ctype.h` 头文件提供了一些函数，可用于测试和映射字符。这些函数接受 int 作为参数，它的值必须是 EOF 或表示为一个无符号字符。如果参数 c 满足描述的条件，则这些函数返回非零（true）。如果参数 c 不满足描述的条件，则这些函数返回零。

> `isalpha(int c)`检查是否为字母字符  
> `isupper(int c)`检查是否为大写字母字符  
> `islower(int c)`检查是否为小写字母字符  
> `isdigit(int c)`检查是否为数字  
> `isxdigit(int c)`检查是否为十六进制数字表示的有效字符  
> `isspace(int c)`检查是否为空格类型字符  
> `iscntrl(int c)` 检查是否为控制字符  
> `ispunct(int c)`检查是否为标点符号  
> `isalnum(int c)`检查是否为字母和数字  
> `isprint(int c)`检查是否是可打印字符  
> `isgraph(int c)`检查是否是图形字符，等效于 isalnum() | ispunct()  
> `tolower(int c)` 该函数把大写字母转换为小写字母。  
> `toupper(int c)` 该函数把小写字母转换为大写字母

> 案例: 把给定的字母转换为小写字母

int main() {
        
        int i = 0;
        char str[] = "baidu";
        while( str[i] )
        {
        
            putchar(tolower(str[i]));
            i++;
        }
        return 0;
    }

### 注意事项 ###

1.  对一个字符串数组, 如果不做初始化赋值, 必须指定数组长度
2.  当用scanf函数输入字符串时,字符串中不能含有空格,否则将以空格作为串的结束符
3.  字符构成的字符串，其中最后一个字符的位置要留给字符串的结尾标示‘\\0’

![在这里插入图片描述][241d60d901ab468c8532f2a2d4413093.gif]

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