C語言 -- 字符串詳解

　　字符串是一種非常重要的數(shù)據(jù)類型，但是C語言不存在顯式的字符串類型，C語言中的字符串都以字符串常量的形式出現(xiàn)或存儲(chǔ)在字符數(shù)組中。同時(shí)，C 語言提供了一系列庫函數(shù)來對(duì)操作字符串，這些庫函數(shù)都包含在頭文件 string.h 中。

　　C 語言雖然沒有字符串類型，但是 C語言提是存在字符串這個(gè)概念的，也就是字符串常量：以 NUL 字節(jié)結(jié)尾的 0 個(gè)或多個(gè)字符組成的序列。字符串常量是不可被修改的，一般用一對(duì)雙引號(hào)(" ")括起的一串字符來表示字符串常量，如：

　　"Hello!"、"\aWarning!\a"、"123abc\n"、""

　　字符串常量可以為空，如""就是一個(gè)空的字符串常量，但是即使為空，還是存在一個(gè)終止符 NUL 的。（在 C 語言中，常用轉(zhuǎn)義字符 \0 來表示 NUL）

　　字符串常量與指針關(guān)系密切，因?yàn)樽址Ａ康闹?，?shí)際上表示的是存儲(chǔ)這些字符的內(nèi)存空間的地址，更準(zhǔn)確地說是字符串常量中第 1 個(gè)字符的地址，而不是這些字符本身。因此，在 C 語言中是不能直接進(jìn)行字符串賦值的（因?yàn)闆]有字符串類型嘛）。在 C 語言中，常通過聲明一個(gè)指向 char 類型的指針并將其初始化為一個(gè)字符串常量的方式來訪問一個(gè)字符串：

char *message = "Hello World!";// 上面的語句也可以拆分成下面兩句char *message;
message = "Hello World!";　　　　// 這句話看起來像是字符串復(fù)制，其實(shí)不是，只是涉及到指針操作

　　上述語句聲明了一個(gè)指向 char 類型的指針，并用字符串常量中第 1 個(gè)字符的地址對(duì)該指針進(jìn)行初始化?？梢酝ㄟ^字符指針 message 來訪問字符串常量：

#include <stdio.h>int main()
{
　　char *message = "Hello World!";
　　printf("%s\n",message);
　　while(*message != '\0'){
　　　　printf("%c ",*message++);
　　}
　　printf("\n");
　　return 0;
}/* output:
 * Hello World!
 * H e l l o   W o r l d ! */

 　　這段代碼，使用字符指針遍歷了字符串常量中的每一個(gè)字符。

　　用于存放字符的數(shù)組稱為字符數(shù)組。在 C 語言中，除了字符串常量外，其他所有字符串都必須存儲(chǔ)于字符數(shù)組或動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存中。定義一個(gè)字符數(shù)組和定義一個(gè)普通數(shù)組一樣，不同的是字符數(shù)組中存放的是字符數(shù)據(jù)而已：

char charArray[] = {'H','e','l','l','o'};    // 聲明并初始化一個(gè)字符數(shù)組

 　　這句話定義并初始化了一個(gè)字符數(shù)組 charArray。這個(gè)數(shù)組的長度實(shí)際上為 6 ，因?yàn)闀?huì)自動(dòng)添加一個(gè)字符串結(jié)束符 '\0'。

　　 C 語言提供了一種更簡潔的方法來對(duì)字符數(shù)組進(jìn)行初始化：

char charArray[] = "Hello World!";    // 聲明并初始化一個(gè)字符數(shù)組

　　上述兩種聲明方式等價(jià)。 

　　可以對(duì)一個(gè)字符數(shù)組做出修改：

#include <stdio.h>#include <string.h>int main()
{        char str[] = "hello world!";        int len = strlen(str);        int i;        for(i = 0; i < len; i++){                if( str[i] <= 'z' && str[i] >= 'a'){
                        str[i] = str[i] - 32;
                }
        }
        printf("%s\n",str);
}

 　　這段代碼可以將字符數(shù)組中的小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫字母后輸出。

1）字符串常量是一個(gè)字符數(shù)組，但是內(nèi)容和長度在初始化時(shí)就已經(jīng)固定了，不可更改；可以通過一個(gè)指向字符串常量第一個(gè)元素的指針來訪問該字符串常量；

2）字符數(shù)組是一個(gè)用于存放字符的數(shù)組，字符數(shù)組的值是可以更改的。

　　字符串的長度就是這個(gè)字符串所包含字符的個(gè)數(shù)，但是這個(gè)長度是不包含 NUL 字符的。C 語言中使用庫函數(shù) strlen 來計(jì)算字符串長度：

size_t strlen(char const *string);

 　　需要注意的是 strlen 的返回值類型：size_t 類型，這是一個(gè)無符號(hào)整數(shù)類型。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>int main() 
{    char str1[] = "Hello World!";
    printf("%d\n",strlen(str1));    return 0;
}/* output:
 * 12 */

　　C 語言中使用庫函數(shù) strcpy 來進(jìn)行字符串復(fù)制操作：

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

　　函數(shù) strcpy 接收兩個(gè)字符串參數(shù)，并將參數(shù) src 字符串復(fù)制到 dst 參數(shù)。使用 strcpy 函數(shù)時(shí)需要注意的是，必須保證目標(biāo)字符數(shù)組 dst 的長度足夠存放源字符數(shù)組 src 的內(nèi)容。如果 src 比 dst 長，則 src 剩余部分的字符仍會(huì)被復(fù)制，而且它們會(huì)覆蓋 dst 后面的內(nèi)存空間的值，如果這除內(nèi)存空間原本就存放有值，則會(huì)導(dǎo)致原本的數(shù)據(jù)丟失，這樣會(huì)造成很嚴(yán)重的后果。為了解決這個(gè)問題， C 語言中提供了一種更為安全的方式來進(jìn)行字符串復(fù)制操作——strncpy 函數(shù)：

char *strncpy(char *dst , char const *src , size_t len);

 　　strncpy 函數(shù)有三個(gè)參數(shù)，與 strcpy 函數(shù)一樣，它也是將 src 字符串中的字符復(fù)制到目標(biāo)數(shù)組 dst 中去，但是 strncpy 函數(shù)提供的第三個(gè)參數(shù) len 規(guī)定了可以向 dst 中寫入的字符的個(gè)數(shù)：

1）如果 strlen(src) > len，則只有 len 個(gè)字符被復(fù)制到 dst 中去，此時(shí) dst 將不會(huì)以 NUL 字節(jié)結(jié)尾（也就是說，strncpy 調(diào)用的結(jié)果可能不是一個(gè)字符串）；

2）如果 strlen(src) < len，則 src 中的字符全被復(fù)制到 dst 中去，dst 中剩余的部分用 NUL 填充。

　　C 語言中使用庫函數(shù) strcat 來連接兩個(gè)字符串：

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

　　函數(shù) strcat 將參數(shù) src 字符串連接到參數(shù) dst 字符串的后面。與 strcpy 函數(shù)一個(gè)同樣的問題是，必須保證 dst 的剩余空間足夠存放下 src 整個(gè)字符串。C 語言中提供了 strncat 函數(shù)來解決這個(gè)問題： 

char *strncat(char *dst , char const *src , size_t len);

 　　strncat 函數(shù)從 src 中最多復(fù)制 len 個(gè)字符到目標(biāo)數(shù)組 dst 后面，并且，strncat 總是在結(jié)果字符串后面添加一個(gè) NUL 字節(jié)，而且不會(huì)像 strncpy 函數(shù)那樣對(duì) dst 剩余的空間用 NUL 進(jìn)行填充。

　　C 語言中使用庫函數(shù) strcmp 來進(jìn)行字符串比較。strcmp 函數(shù)會(huì)對(duì)被比較的兩個(gè)字符串進(jìn)行逐字符地比較，直到發(fā)現(xiàn)不匹配為止：最先不匹配的字符中較小的那個(gè)字符所對(duì)應(yīng)的字符串即被認(rèn)為小于另一個(gè)字符串；如果兩者所有字符都匹配，則認(rèn)為這兩個(gè)字符串相等；

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

該函數(shù)的返回值如下：

1）s1 小于 s2，返回一個(gè)負(fù)值；

2）s1 等于 s2，返回 0；

3）s1 大于 s2，返回一個(gè)正值。

char *strncmp(char const *s1 , char const *s2 , size_t len);

　　可以使用 strncmp 函數(shù)限定比較的字符的個(gè)數(shù)，返回值與 strcmp 一樣，但是只針對(duì)前 len 個(gè)字符進(jìn)行比較。

　　可以使用 strchr 函數(shù)或 strrchr 函數(shù)來在一個(gè)字符串中查找一個(gè)特定的字符：

char *strchr(char const *str,int ch);　　　　// int ch 是字符的ASCII碼值char *strrchr(char const *str,int ch);

　　函數(shù) strchr 在字符串 str 中查找字符 ch 第一次出現(xiàn)的位置，并返回一個(gè)指向該位置的指針；如果沒有找到相應(yīng)的字符，則返回一個(gè) NULL 指針。函數(shù) strrchr 在字符串中查找字符 ch 最后一次出現(xiàn)的位置，并返回指向該位置的指針。

　　可以使用 strpbrk 函數(shù)來查找任何一組字符第一次在字符串中出現(xiàn)的位置：

char *strpbrk(char const *str , char const *group);

　　這個(gè)函數(shù)返回一個(gè)指向字符串 str 中第一個(gè)匹配 group 中任何一個(gè)字符的字符位置，如果沒有匹配到，則返回一個(gè) NULL 指針。 

　　可以使用 strstr 函數(shù)來在一個(gè)字符串中查找一個(gè)子串：

char *strstr(char const *str1 , char const *str2);

　　這個(gè)函數(shù)在 str1 中查找整個(gè)字符串 str2 第一次出現(xiàn)的起始位置，并返回一個(gè)指向該位置的指針；如果 str2 并沒有完整的出現(xiàn)在 str1 中，則函數(shù)將返回一個(gè) NULL 指針；如果 str2 是一個(gè)空字符串，則返回str1.

參考資料

《C和指針》

《C程序設(shè)計(jì)語言 第二版》