C语言字符串

@[toc]
在不少教程中，字符串不过是一个以0结束的字符数组，可是，在我看来，字符串虽然不是C语言基本数据类型，但它比任何数据类型都重要，由于字符串是最经常使用的数据。

1、字符串的概念

咱们能够把字符串储存在char类型的数组中，若是char类型的数组末尾包含一个表示字符串末尾的空字符\0，则该数组中的内容就构成了一个字符串。

由于字符串须要用\0结尾，因此在定义字符串的时候，字符数组的长度要预留多一个字节用来存放\0，\0就是数字0。这是约定。

char strname[21];  // 定义一个最多存放20个英文字符或十个中文的字符串

字符串也能够存放中文和全角的标点符号，一个中文字符占两个字节（GBK编码）。char strname[21]用于存放中文的时候，只能存10个汉字。

字符串采用双引号包含起来，如："hello"、"中华人民共和国"、"A"、""，这是约定。

2、占用内存的状况

一个字符占用一字节的内存，字符串定义时数组的大小就是字符串占用内存的大小。

char str[21];     // 占用21字节的内存
char str[1024];   // 占用1024字节的内存

3、字符串的初始化

char strname[21];
strname[0]=0;    // 把第一个元素的值置为0

或

memset(strname,0,sizeof(strname));  // 把所有的元素置为0

strname[0]=0;不够规范，而且存有隐患，在实际开发中，通常采用memset的函数初始化字符串。

4、字符串与指针

在C语言中，数组名是数组无素的首地址，字符串是字符数组，因此在获取字符串的地址的时候，不须要用&取地址。

char strname[21];
memset(strname,0,sizeof(strname));
strcpy(strname,"abcdefghijk");     // 把abcdefghijk赋值给strname
printf("%s\n",strname);              // 输出abcdefghijk

5、字符串的结尾标志

字符串的结尾标志是0，若是没有结尾标志的状况咱们在数组章节中已介绍过，如今咱们介绍结尾标志后面的内容如何处理。

char strname[21];
memset(strname,0,sizeof(strname));
strcpy(strname,"abcdefghijk");     // 把abcdefghijk赋值给strname
strname[5]=0;     // 强制把第6个元素赋值0
printf("%s",strname);   // 输出的结果是abcde

以上代码输出的结果是abcde，可是，在内存中的值还是abcde0ghijk，后面的ghijk成了内存中的垃圾值。

不要让字符串的内存中有垃圾值，容易产生意外的后果，咱们将在后面的内容中演示，因此字符串的初始化不建议采用把第一个元素的值置为0的方式（strname[0]=0）。

6、字符串的输出

字符串采用%s输出，能够加格式控制，经常使用的以下：

printf("=%10s=\n","abcd");   // 输出10个字符宽度，右对齐，执行结果是=      abcd=
printf("=%-10s=\n","abcd");  // 输出10个字符宽度，左对齐，执行结果是=abcd      =

若是输出的字符串的长度大于对齐格式中的数字，就按字符串的实际长度输出。

7、字符串越界

字符串是字符数组，字符串越界就是数组越界。字符串的越界是初学者常常犯的错误之一。

示例（book80.c）

/*
 * 程序名：book80.c，此程序演示字符串的越界。
 * 做者：C语言技术网(www.freecplus.net) 日期：20190525
*/
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
  char strname1[21];
  memset(strname1,0,sizeof(strname1));
  char strname2[21];
  memset(strname2,0,sizeof(strname2));
  strcpy(strname1,"真的只能存十个汉字吗，多几个行不行？");
  strcpy(strname2,"是的，只能十个，多了不行。");
  printf("=%s=\n",strname1);
  printf("=%s=\n",strname2);

  char strname[2][21];
  memset(strname,0,sizeof(strname));
  strcpy(strname[1],"是的，只能十个，多了不行。");
  strcpy(strname[0],"真的只能存十个汉字吗，多几个行不行？");
  printf("=%s=\n",strname[0]);
  printf("=%s=\n",strname[1]);
}

运行效果

咱们来分析一下book80.c。

前8行代码定义了两个字符串变量，每一个能存放20个字符或10个中文，但实际赋值都超过了10个中文，从输出结果看，没有问题。

后6行代码采用了二维数组的方式定义了字符串变量，理论上说，与分开定义的两个字符串变量没有区别，可是，从输出结果看，颇有问题。

真正的缘由是这样的，在C语言中，数组越界确定是非法的，但非法操做并不必定会出问题，前8行代码的字符串是越界了，可是strname1和strname2变量的内存以后的内存空间是未分配的，因此对strname1和strname2赋值过长也不要紧。后6行代码就不同了，二维数组的两个变量之间的内存是连续的，第一个元素以后没有多余的空间，因此第一个元素的值就出问题了。

总的来讲，在C语言中，非法操做内存不必定会报错，要看运气。

在现实生活中，一个农民把庄稼种到了自家的地盘以外，若是您的地盘以外的地没有主人，是不会有问题的，但若是有主人，这事就确定会引发纠纷，系统对这种纠纷的裁决是内存越界的程序非法，强制终止它（段错误）。

8、字符串经常使用的库函数

一、获取字符串的长度（strlen）

size_t  strlen( const char*  str);

功能：计算字符串的有效长度，不包含0。

返回值：返回字符串的字符数 。

strlen 函数计算的是字符串的实际长度，遇到第一个0结束。

函数返回值必定是size_t，是无符号的整数，即typedef unsigned int size_t。

若是您只定义字符串没有初始化，求它的长度是没意义的，它会从首地址一直找下去，遇到0中止。

char name[50];
memset(name,0,sizeof(name));
strcpy(name, "wucongzhou");
printf("name 的长度是%d\n",strlen(name));     // 输出结果：name 的长度是10
memset(name,0,sizeof(name));
strcpy(name, "西施");
printf("name 的长度是%d\n",strlen(name));     // 输出结果：name 的长度是4

还有一个注意事项，sizeof返回的是变量所占的内存数，不是实际内容的长度。

char buf[10] = "abc";                           // 定义的时候初始化。
printf("strlen(buf)=%d\n",strlen(buf));    // 输出结果strlen(buf)=3
printf("sizeof(buf)=%d\n",sizeof(buf));    // 输出结果sizeof(buf)=10

二、字符串复制或赋值（strcpy）

char *strcpy(char* dest, const char* src);

功 能: 将参数src字符串拷贝至参数dest所指的地址。

返回值: 返回参数dest的字符串起始地址。

复制完字符串后，在dest后追加0。

若是参数dest所指的内存空间不够大，可能会形成缓冲溢出的错误状况。

三、字符串复制或赋值（strncpy）

char * strncpy(char* dest,const char* src, const size_t n);

功能：把src前n字符的内容复制到dest中

返回值：dest字符串起始地址。

dest必须有足够的空间放置n个字符，不然可能会形成缓冲溢出的错误状况。

四、字符串拼接（strcat）

char *strcat(char* dest,const char* src);

功能：将src字符串拼接到dest所指的字符串尾部。

返回值：返回dest字符串起始地址。

dest最后原有的结尾字符0会被覆盖掉，并在链接后的字符串的尾部再增长一个0。

dest要有足够的空间来容纳要拼接的字符串，不然可能会形成缓冲溢出的错误状况。

五、字符串拼接（strncat）

char *strncat (char* dest,const char* src, const size_t n);

功能：将src字符串的前n个字符拼接到dest所指的字符串尾部。

返回值：返回dest字符串的起始地址。

若是n大于等于字符串src的长度，那么将src所有追加到dest的尾部，若是n大于字符串src的长度，只追加src的前n个字符。

strncat会将dest字符串最后的0覆盖掉，字符追加完成后，再追加0。

dest要有足够的空间来容纳要拼接的字符串，不然可能会形成缓冲溢出的错误状况。

六、字符串比较（strcmp、strncmp）

int strcmp(const char *str1, const char *str2 );

功能：比较str1和str2的大小;返回值：相等返回0，str1大于str2返回1，str1小于str2返回-1；

int strncmp(const char *str1,const char *str2 ,const size_t n);

功能：比较str1和str2的大小;返回值：相等返回0，str1大于str2返回1，str1小于str2返回-1；

两个字符串比较的方法是比较字符的ASCII码的大小，从两个字符串的第一个字符开始，若是分不出大小，就比较第二个字符，若是所有的字符都分不出大小，就返回0，表示两个字符串相等。

在实际开发中，程序员通常只关心字符串是否相等，不关心哪一个字符串更大或更小。

七、字符查找（strchr、strrchr）

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

返回一个指向在字符串s中第一个出现c的位置，若是找不到，返回0。

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

返回一个指向在字符串s中最后一个出现c的位置，若是找不到，返回0。

八、字符串查找（strstr）

char *strstr(const char* str,const char* substr);

功能：检索子串在字符串中首次出现的位置。

返回值：返回字符串str中第一次出现子串substr的地址；若是没有检索到子串，则返回0。

9、应用经验

一、留有余地

字符串的strcpy和strcat函数要求dest参数有足够的空间，不然会形成内存的泄漏，因此在实际开发中，定义字符串的时候，能够大一些，例如姓名，中国人的姓名以两三个汉字为主，最多五个，少数民族可能十几个，外国人的很长，喜欢在本身的名字前加上爷爷的名字和外公的名字，那么咱们在定义变量的时候，能够char name[301];存放他祖宗十八代的名字也没有问题。

内存不值钱，程序的稳定性高于一切。

二、变量初始化

字符串在每次使用前都要初化，减小入坑的可能，是每次，不是第一次。这是职业程序员的良好习惯。

三、位置（地址）偏移的用法

字符串的地址偏移其本质是指针的运算，经常使用于灵活的处理字符串。

char strname[21];
memset(strname,0,sizeof(strname));
strcpy(strname,"abcdefghijk");     // 把abcdefghijk赋值给strname

char strname1[21];
memset(strname1,0,sizeof(strname1));
strcpy(strname1,strname+1);       // 把bcdefghijk的值赋给strname1
strncpy(strname1,strname+2,3);    // 把cde的值赋给strname1

固然，对strname1也可使用偏移量。

四、不要在子函数中对字符指针用sizeof

若是把一个字符串（如char strname[21]）的地址传给子函数，子函数用一个字符指针（如char *pstr）来存放传入的字符串的地址，若是在子函数中用sizeof(pstr)，获得的不是字符串占用内存的字节数，而是字符指针变量占用内存的字节数（8字节）。

因此，不能在子函数中对传入的字符串进行初始化，除非字符串的长度也做为参数传入到了子函数中。

10、课后做业

本章节的课后做业很是要，必定要认真完成，字符串操做是C程序员的主要工做之一，这些都是职业程序员在平常开发中用到的技巧。还有，这些做业题能够培养写程序的感受。

1）编写示例程序，实现字符串操做经常使用的库函数的功能，函数的声明以下：

size_t strlen1( const char*  str);          // 实现strlen函数的功能。
char *strcpy1(char* dest, const char* src);  // 实现strcpy函数的功能，下同。
char *strncpy1(char* dest, const char* src,size_t n);
char *strcat1(char* dest, const char* src);
char *strncat1 (char* dest, const char* src,size_t n);
char *strchr1(const char *s, const int c);
char *strrchr1(const char *s, const int c);

如下三个函数难度较大，若是没法完成，不要过于纠结，之后功力提高了再作。

char *strstr1(const char* str, const char* substr);   // 实现strstr1函数的功能，下同。
int strcmp1( const char *str1, const char *str2 );
int strncmp1(const char *str1, const char *str2, const size_t n);

2）丰富您的函数库，增长STRCPY、STRNCPY、STRCAT、STRNCAT四个安全的函数，弥补库函数的缺陷，解决dest的初始化和内存越界的问题，函数的声明以下：

char *STRCPY(char* dest,const size_t destsize,const char* src);
char *STRNCPY(char* dest,const size_t destsize,const char* src,size_t n);
char *STRCAT(char* dest,const size_t destsize,const char* src);
char *STRNCAT(char* dest,const size_t destsize,const char* src,size_t n);

注意，上述函数的第二个参数destsize是第一个参数dest占用内存的字节数。

3）丰富您的函数库，增长如下函数，这些是freecplus框架中的函数。

// 删除字符串左边指定的字符
void DeleteLChar(char *str,const char in_char);
// 删除字符串右边指定的字符
void DeleteRChar(char *str,const char in_char);
// 删除字符串两边指定的字符
void DeleteLRChar(char *str,const char in_char);
// 删除字符串中间的字符串
void DeleteMStr(char *str,const char *in_str);
// 在字符串的左边补字符到指定长度
void LPad(char *str,const char in_char,unsigned int in_len);
// 在字符串的右边补字符到指定长度
void RPad(char *str,const char in_char,unsigned int in_len);
// 把小写转换成大写，忽略不是字母的字符
void ToUpper(char *str);
// 把大写转换成小写，忽略不是字母的字符
void ToLower(char *str);
// 判断内容是否所有是数字，0-是，-1-不是。
int  IsDigit(const char *str);
// 判断内容是否所有是大写字母，0-是，-1-不是。
int  IsUpper(const char *str);
// 判断内容是否所有是小写字母，0-是，-1-不是。
int  IsLower(const char *str);
// 判断内容是否所有是ASCII字符，0-是，-1-不是。
int  IsASCII(const char *str);

11、版权声明

C语言技术网原创文章，转载请说明文章的来源、做者和原文的连接。
来源：C语言技术网（www.freecplus.net）
做者：码农有道

若是这篇文章对您有帮助，请点赞支持，或在您的博客中转发个人文章，谢谢！！！若是文章有错别字，或者内容有错误，或其余的建议和意见，请您留言指正，很是感谢！！！