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字符串簡介字符串變量的聲明strlen()strcpy()strncpy()strcat()strncat()strcmp()strncmp()sprintf()，snprintf()字符串?dāng)?shù)組字符串簡介 C 語言沒有單獨的字符串類型，字符串被當(dāng)作字符數(shù)組，即char類型的數(shù)組。比如，字符串“Hello”是當(dāng)作數(shù)組{'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}處理的。 編譯器會給數(shù)組分配一段連續(xù)內(nèi)存，所有字符儲存在相鄰的內(nèi)存單元之中。在字符串結(jié)尾，C 語言會自動添加一個全是二進(jìn)制0的字節(jié)，寫作\0字符，表示字符串結(jié)束。字符\0不同于字符0，前者的 ASCII 碼是0（二進(jìn)制形式00000000），后者的 ASCII 碼是48（二進(jìn)制形式00110000）。所以，字符串“Hello”實際儲存的數(shù)組是{'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}。 所有字符串的最后一個字符，都是\0。這樣做的好處是，C 語言不需要知道字符串的長度，就可以讀取內(nèi)存里面的字符串，只要發(fā)現(xiàn)有一個字符是\0，那么就知道字符串結(jié)束了。 char localString[10];上面示例聲明了一個10個成員的字符數(shù)組，可以當(dāng)作字符串。由于必須留一個位置給\0，所以最多只能容納9個字符的字符串。 字符串寫成數(shù)組的形式，是非常麻煩的。C 語言提供了一種簡寫法，雙引號之中的字符，會被自動視為字符數(shù)組。 {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}// 等價于"Hello"上面兩種字符串的寫法是等價的，內(nèi)部存儲方式都是一樣的。雙引號里面的字符串，不用自己添加結(jié)尾字符\0，C 語言會自動添加。 注意，雙引號里面是字符串，單引號里面是字符，兩者不能互換。如果把Hello放在單引號里面，編譯器會報錯。 // 報錯'Hello'另一方面，即使雙引號里面只有一個字符（比如"a"），也依然被處理成字符串（存儲為2個字節(jié)），而不是字符'a'（存儲為1個字節(jié)）。 如果字符串內(nèi)部包含雙引號，則該雙引號需要使用反斜杠轉(zhuǎn)義。 "She replied, \"It does.\""反斜杠還可以表示其他特殊字符，比如換行符（\n）、制表符（\t）等。 "Hello, world!\n"如果字符串過長，可以在需要折行的地方，使用反斜杠（\）結(jié)尾，將一行拆成多行。 "hello \world"上面示例中，第一行尾部的反斜杠，將字符串拆成兩行。 上面這種寫法有一個缺點，就是第二行必須頂格書寫，如果想包含縮進(jìn)，那么縮進(jìn)也會被計入字符串。為了解決這個問題，C 語言允許合并多個字符串字面量，只要這些字符串之間沒有間隔，或者只有空格，C 語言會將它們自動合并。 char greeting[50] = "Hello, ""how are you ""today!";// 等同于char greeting[50] = "Hello, how are you today!";這種新寫法支持多行字符串的合并。 char greeting[50] = "Hello, " "how are you " "today!";printf()使用占位符%s輸出字符串。 printf("%s\n", "hello world") 字符串變量的聲明字符串變量可以聲明成一個字符數(shù)組，也可以聲明成一個指針，指向字符數(shù)組。 // 寫法一char s[14] = "Hello, world!";// 寫法二char* s = "Hello, world!";上面兩種寫法都聲明了一個字符串變量s。如果采用第一種寫法，由于字符數(shù)組的長度可以讓編譯器自動計算，所以聲明時可以省略字符數(shù)組的長度。 char s[] = "Hello, world!";上面示例中，編譯器會將數(shù)組s的長度指定為14，正好容納后面的字符串。 字符數(shù)組的長度，可以大于字符串的實際長度。 char s[50] = "hello";上面示例中，字符數(shù)組s的長度是50，但是字符串“hello”的實際長度只有6（包含結(jié)尾符號\0），所以后面空出來的44個位置，都會被初始化為\0。 字符數(shù)組的長度，不能小于字符串的實際長度。 char s[5] = "hello";上面示例中，字符串?dāng)?shù)組s的長度是5，小于字符串“hello”的實際長度6，這時編譯器會報錯。因為如果只將前5個字符寫入，而省略最后的結(jié)尾符號\0，這很可能導(dǎo)致后面的字符串相關(guān)代碼出錯。 字符指針和字符數(shù)組，這兩種聲明字符串變量的寫法基本是等價的，但是有兩個差異。 第一個差異是，指針指向的字符串，在 C 語言內(nèi)部被當(dāng)作常量，不能修改字符串本身。 char* s = "Hello, world!";s[0] = 'z'; // 錯誤上面代碼使用指針，聲明了一個字符串變量，然后修改了字符串的第一個字符。這種寫法是錯的，會導(dǎo)致難以預(yù)測的后果，執(zhí)行時很可能會報錯。 如果使用數(shù)組聲明字符串變量，就沒有這個問題，可以修改數(shù)組的任意成員。 char s[] = "Hello, world!";s[0] = 'z';為什么字符串聲明為指針時不能修改，聲明為數(shù)組時就可以修改？原因是系統(tǒng)會將字符串的字面量保存在內(nèi)存的常量區(qū)，這個區(qū)是不允許用戶修改的。聲明為指針時，指針變量存儲的值是一個指向常量區(qū)的內(nèi)存地址，因此用戶不能通過這個地址去修改常量區(qū)。但是，聲明為數(shù)組時，編譯器會給數(shù)組單獨分配一段內(nèi)存，字符串字面量會被編譯器解釋成字符數(shù)組，逐個字符寫入這段新分配的內(nèi)存之中，而這段新內(nèi)存是允許修改的。 為了提醒用戶，字符串聲明為指針后不得修改，可以在聲明時使用const說明符，保證該字符串是只讀的。 const char* s = "Hello, world!";上面字符串聲明為指針時，使用了const說明符，就保證了該字符串無法修改。一旦修改，編譯器肯定會報錯。 第二個差異是，指針變量可以指向其它字符串。 char* s = "hello";s = "world";上面示例中，字符指針可以指向另一個字符串。 但是，字符數(shù)組變量不能指向另一個字符串。 char s[] = "hello";s = "world"; // 報錯上面示例中，字符數(shù)組的數(shù)組名，總是指向初始化時的字符串地址，不能修改。 同樣的原因，聲明字符數(shù)組后，不能直接用字符串賦值。 char s[10];s = "abc"; // 錯誤上面示例中，不能直接把字符串賦值給字符數(shù)組變量，會報錯。原因是字符數(shù)組的變量名，跟所指向的數(shù)組是綁定的，不能指向另一個地址。 為什么數(shù)組變量不能賦值為另一個數(shù)組？原因是數(shù)組變量所在的地址無法改變，或者說，編譯器一旦為數(shù)組變量分配地址后，這個地址就綁定這個數(shù)組變量了，這種綁定關(guān)系是不變的。C 語言也因此規(guī)定，數(shù)組變量是一個不可修改的左值，即不能用賦值運算符為它重新賦值。 想要重新賦值，必須使用 C 語言原生提供的strcpy()函數(shù)，通過字符串拷貝完成賦值。這樣做以后，數(shù)組變量的地址還是不變的，即strcpy()只是在原地址寫入新的字符串，而不是讓數(shù)組變量指向新的地址。 char s[10];strcpy(s, "abc");上面示例中，strcpy()函數(shù)把字符串a(chǎn)bc拷貝給變量s，這個函數(shù)的詳細(xì)用法會在后面介紹。 strlen()strlen()函數(shù)返回字符串的字節(jié)長度，不包括末尾的空字符\0。該函數(shù)的原型如下。 // string.hsize_t strlen(const char* s);它的參數(shù)是字符串變量，返回的是size_t類型的無符號整數(shù)，除非是極長的字符串，一般情況下當(dāng)作int類型處理即可。下面是一個用法實例。 char* str = "hello";int len = strlen(str); // 5strlen()的原型在標(biāo)準(zhǔn)庫的string.h文件中定義，使用時需要加載頭文件string.h。 #include #include int main(void) { char* s = "Hello, world!"; printf("The string is %zd characters long.\n", strlen(s));}注意，字符串長度（strlen()）與字符串變量長度（sizeof()），是兩個不同的概念。 char s[50] = "hello";printf("%d\n", strlen(s)); // 5printf("%d\n", sizeof(s)); // 50上面示例中，字符串長度是5，字符串變量長度是50。 如果不使用這個函數(shù)，可以通過判斷字符串末尾的\0，自己計算字符串長度。 int my_strlen(char *s) { int count = 0; while (s[count] != '\0') count++; return count;} strcpy()字符串的復(fù)制，不能使用賦值運算符，直接將一個字符串賦值給字符數(shù)組變量。 char str1[10];char str2[10];str1 = "abc"; // 報錯str2 = str1; // 報錯上面兩種字符串的復(fù)制寫法，都是錯的。因為數(shù)組的變量名是一個固定的地址，不能修改，使其指向另一個地址。 如果是字符指針，賦值運算符（=）只是將一個指針的地址復(fù)制給另一個指針，而不是復(fù)制字符串。 char* s1;char* s2;s1 = "abc";s2 = s1;上面代碼可以運行，結(jié)果是兩個指針變量s1和s2指向同一字符串，而不是將字符串s1的內(nèi)容復(fù)制給s2。 C 語言提供了strcpy()函數(shù)，用于將一個字符串的內(nèi)容復(fù)制到另一個字符串，相當(dāng)于字符串賦值。該函數(shù)的原型定義在string.h頭文件里面。 strcpy(char dest[], const char source[])strcpy()接受兩個參數(shù)，第一個參數(shù)是目的字符串?dāng)?shù)組，第二個參數(shù)是源字符串?dāng)?shù)組。復(fù)制字符串之前，必須要保證第一個參數(shù)的長度不小于第二個參數(shù)，否則雖然不會報錯，但會溢出第一個字符串變量的邊界，發(fā)生難以預(yù)料的結(jié)果。第二個參數(shù)的const說明符，表示這個函數(shù)不會修改第二個字符串。 #include #include int main(void) { char s[] = "Hello, world!"; char t[100]; strcpy(t, s); t[0] = 'z'; printf("%s\n", s); // "Hello, world!" printf("%s\n", t); // "zello, world!"}上面示例將變量s的值，拷貝一份放到變量t，變成兩個不同的字符串，修改一個不會影響到另一個。另外，變量t的長度大于s，復(fù)制后多余的位置（結(jié)束標(biāo)志\0后面的位置）都為隨機(jī)值。 strcpy()也可以用于字符數(shù)組的賦值。 char str[10];strcpy(str, "abcd");上面示例將字符數(shù)組變量，賦值為字符串“abcd”。 strcpy()的返回值是一個字符串指針（即char*），指向第一個參數(shù)。 char* s1 = "beast";char s2[40] = "Be the best that you can be.";char* ps;ps = strcpy(s2 + 7, s1);puts(s2); // Be the beastputs(ps); // beast上面示例中，從s2的第7個位置開始拷貝字符串beast，前面的位置不變。這導(dǎo)致s2后面的內(nèi)容都被截去了，因為會連beast結(jié)尾的空字符一起拷貝。strcpy()返回的是一個指針，指向拷貝開始的位置。 strcpy()返回值的另一個用途，是連續(xù)為多個字符數(shù)組賦值。 strcpy(str1, strcpy(str2, "abcd"));上面示例調(diào)用兩次strcpy()，完成兩個字符串變量的賦值。 另外，strcpy()的第一個參數(shù)最好是一個已經(jīng)聲明的數(shù)組，而不是聲明后沒有進(jìn)行初始化的字符指針。 char* str;strcpy(str, "hello world"); // 錯誤上面的代碼是有問題的。strcpy()將字符串分配給指針變量str，但是str并沒有進(jìn)行初始化，指向的是一個隨機(jī)的位置，因此字符串可能被復(fù)制到任意地方。 如果不用strcpy()，自己實現(xiàn)字符串的拷貝，可以用下面的代碼。 char* strcpy(char* dest, const char* source) { char* ptr = dest; while (*dest++ = *source++); return ptr;}int main(void) { char str[25]; strcpy(str, "hello world"); printf("%s\n", str); return 0;}上面代碼中，關(guān)鍵的一行是while (*dest++ = *source++)，這是一個循環(huán)，依次將source的每個字符賦值給dest，然后移向下一個位置，直到遇到\0，循環(huán)判斷條件不再為真，從而跳出循環(huán)。其中，*dest++這個表達(dá)式等同于*(dest++)，即先返回dest這個地址，再進(jìn)行自增運算移向下一個位置，而*dest可以對當(dāng)前位置賦值。 strcpy()函數(shù)有安全風(fēng)險，因為它并不檢查目標(biāo)字符串的長度，是否足夠容納源字符串的副本，可能導(dǎo)致寫入溢出。如果不能保證不會發(fā)生溢出，建議使用strncpy()函數(shù)代替。 strncpy()strncpy()跟strcpy()的用法完全一樣，只是多了第3個參數(shù)，用來指定復(fù)制的最大字符數(shù)，防止溢出目標(biāo)字符串變量的邊界。 char* strncpy( char* dest, char* src, size_t n);上面原型中，第三個參數(shù)n定義了復(fù)制的最大字符數(shù)。如果達(dá)到最大字符數(shù)以后，源字符串仍然沒有復(fù)制完，就會停止復(fù)制，這時目的字符串結(jié)尾將沒有終止符\0，這一點務(wù)必注意。如果源字符串的字符數(shù)小于n，則strncpy()的行為與strcpy()完全一致。 strncpy(str1, str2, sizeof(str1) - 1);str1[sizeof(str1) - 1] = '\0';上面示例中，字符串str2復(fù)制給str1，但是復(fù)制長度最多為str1的長度減去1，str1剩下的最后一位用于寫入字符串的結(jié)尾標(biāo)志\0。這是因為strncpy()不會自己添加\0，如果復(fù)制的字符串片段不包含結(jié)尾標(biāo)志，就需要手動添加。 strncpy()也可以用來拷貝部分字符串。 char s1[40];char s2[12] = "hello world";strncpy(s1, s2, 5);s1[5] = '\0';printf("%s\n", s1); // hello上面示例中，指定只拷貝前5個字符。 strcat()strcat()函數(shù)用于連接字符串。它接受兩個字符串作為參數(shù)，把第二個字符串的副本添加到第一個字符串的末尾。這個函數(shù)會改變第一個字符串，但是第二個字符串不變。 該函數(shù)的原型定義在string.h頭文件里面。 char* strcat(char* s1, const char* s2);strcat()的返回值是一個字符串指針，指向第一個參數(shù)。 char s1[12] = "hello";char s2[6] = "world";strcat(s1, s2);puts(s1); // "helloworld"上面示例中，調(diào)用strcat()以后，可以看到字符串s1的值變了。 注意，strcat()的第一個參數(shù)的長度，必須足以容納添加第二個參數(shù)字符串。否則，拼接后的字符串會溢出第一個字符串的邊界，寫入相鄰的內(nèi)存單元，這是很危險的，建議使用下面的strncat()代替。 strncat()strncat()用于連接兩個字符串，用法與strcat()完全一致，只是增加了第三個參數(shù)，指定最大添加的字符數(shù)。在添加過程中，一旦達(dá)到指定的字符數(shù)，或者在源字符串中遇到空字符\0，就不再添加了。它的原型定義在string.h頭文件里面。 char* strncat( const char* dest, const char* src, size_t n);strncat()返回第一個參數(shù)，即目標(biāo)字符串指針。 為了保證連接后的字符串，不超過目標(biāo)字符串的長度，strncat()通常會寫成下面這樣。 strncat( str1, str2, sizeof(str1) - strlen(str1) - 1);strncat()總是會在拼接結(jié)果的結(jié)尾，自動添加空字符\0，所以第三個參數(shù)的最大值，應(yīng)該是str1的變量長度減去str1的字符串長度，再減去1。下面是一個用法實例。 char s1[10] = "Monday";char s2[8] = "Tuesday";strncat(s1, s2, 3);puts(s1); // "MondayTue"上面示例中，s1的變量長度是10，字符長度是6，兩者相減后再減去1，得到3，表明s1最多可以再添加三個字符，所以得到的結(jié)果是MondayTue。 strcmp()如果要比較兩個字符串，無法直接比較，只能一個個字符進(jìn)行比較，C 語言提供了strcmp()函數(shù)。 strcmp()函數(shù)用于比較兩個字符串的內(nèi)容。該函數(shù)的原型如下，定義在string.h頭文件里面。 int strcmp(const char* s1, const char* s2);按照字典順序，如果兩個字符串相同，返回值為0；如果s1小于s2，strcmp()返回值小于0；如果s1大于s2，返回值大于0。 下面是一個用法示例。 // s1 = Happy New Year// s2 = Happy New Year// s3 = Happy Holidaysstrcmp(s1, s2) // 0strcmp(s1, s3) // 大于 0strcmp(s3, s1) // 小于 0注意，strcmp()只用來比較字符串，不用來比較字符。因為字符就是小整數(shù)，直接用相等運算符（==）就能比較。所以，不要把字符類型（char）的值，放入strcmp()當(dāng)作參數(shù)。 strncmp()由于strcmp()比較的是整個字符串，C 語言又提供了strncmp()函數(shù)，只比較到指定的位置。 該函數(shù)增加了第三個參數(shù)，指定了比較的字符數(shù)。它的原型定義在string.h頭文件里面。 int strncmp( const char* s1, const char* s2, size_t n);它的返回值與strcmp()一樣。如果兩個字符串相同，返回值為0；如果s1小于s2，strcmp()返回值小于0；如果s1大于s2，返回值大于0。 下面是一個例子。 char s1[12] = "hello world";char s2[12] = "hello C";if (strncmp(s1, s2, 5) == 0) { printf("They all have hello.\n");}上面示例只比較兩個字符串的前5個字符。 sprintf()，snprintf()sprintf()函數(shù)跟printf()類似，但是用于將數(shù)據(jù)寫入字符串，而不是輸出到顯示器。該函數(shù)的原型定義在stdio.h頭文件里面。 int sprintf(char* s, const char* format, ...);sprintf()的第一個參數(shù)是字符串指針變量，其余參數(shù)和printf()相同，即第二個參數(shù)是格式字符串，后面的參數(shù)是待寫入的變量列表。 char first[6] = "hello";char last[6] = "world";char s[40];sprintf(s, "%s %s", first, last);printf("%s\n", s); // hello world上面示例中，sprintf()將輸出內(nèi)容組合成“hello world”，然后放入了變量s。 sprintf()的返回值是寫入變量的字符數(shù)量（不計入尾部的空字符\0）。如果遇到錯誤，返回負(fù)值。 sprintf()有嚴(yán)重的安全風(fēng)險，如果寫入的字符串過長，超過了目標(biāo)字符串的長度，sprintf()依然會將其寫入，導(dǎo)致發(fā)生溢出。為了控制寫入的字符串的長度，C 語言又提供了另一個函數(shù)snprintf()。 snprintf()只比sprintf()多了一個參數(shù)n，用來控制寫入變量的字符串不超過n - 1個字符，剩下一個位置寫入空字符\0。下面是它的原型。 int snprintf(char*s, size_t n, const char* format, ...);snprintf()總是會自動寫入字符串結(jié)尾的空字符。如果你嘗試寫入的字符數(shù)超過指定的最大字符數(shù)，snprintf()會寫入 n - 1 個字符，留出最后一個位置寫入空字符。 下面是一個例子。 snprintf(s, 12, "%s %s", "hello", "world");上面的例子中，snprintf()的第二個參數(shù)是12，表示寫入字符串的最大長度不超過12（包括尾部的空字符）。 snprintf()的返回值是寫入格式字符串的字符數(shù)量（不計入尾部的空字符\0）。如果n足夠大，返回值應(yīng)該小于n，但是有時候格式字符串的長度可能大于n，那么這時返回值會大于n，但實際上真正寫入變量的還是n-1個字符。如果遇到錯誤，返回一個負(fù)值。因此，返回值只有在非負(fù)并且小于n時，才能確認(rèn)完整的格式字符串寫入了變量。 字符串?dāng)?shù)組如果一個數(shù)組的每個成員都是一個字符串，需要通過二維的字符數(shù)組實現(xiàn)。每個字符串本身是一個字符數(shù)組，多個字符串再組成一個數(shù)組。 char weekdays[7][10] = { "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"};上面示例就是一個字符串?dāng)?shù)組，一共包含7個字符串，所以第一維的長度是7。其中，最長的字符串的長度是10（含結(jié)尾的終止符\0），所以第二維的長度統(tǒng)一設(shè)為10。 因為第一維的長度，編譯器可以自動計算，所以可以省略。 char weekdays[][10] = { "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"};上面示例中，二維數(shù)組第一維的長度，可以由編譯器根據(jù)后面的賦值，自動計算，所以可以不寫。 數(shù)組的第二維，長度統(tǒng)一定為10，有點浪費空間，因為大多數(shù)成員的長度都小于10。解決方法就是把數(shù)組的第二維，從字符數(shù)組改成字符指針。 char* weekdays[] = { "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"};上面的字符串?dāng)?shù)組，其實是一個一維數(shù)組，成員就是7個字符指針，每個指針指向一個字符串（字符數(shù)組）。 遍歷字符串?dāng)?shù)組的寫法如下。 for (int i = 0; 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