STLG_01_10_程序设计C语言

STLG_01_10_程序设计C语言 - 字符串

news2025/1/7 7:43:47

在C语言中，字符串是非常重要的数据类型，它们用于存储和操作文本数据。由于C语言没有内置的字符串类型，因此字符串是通过字符数组来实现的。

1. 字符串的基本概念

字符数组：C语言中的字符串实际上是一个字符数组，字符数组的最后一个元素必须是空字符（'\0'），它表示字符串的结束。
```
char str[] = "Hello, World!";
```
在这个例子中，str是一个字符数组，存储了字符串"Hello, World!"。C语言会在字符串末尾自动添加一个'\0'。
字符指针：字符串也可以用字符指针来表示，指向字符串常量的首地址。
```
char *str = "Hello, World!";
```
与字符数组不同，这里str是一个指向字符串常量的指针，这个字符串常量是不可修改的。

2. 字符串的输入输出

printf()：用于格式化输出字符串。
```
printf("%s\n", str);
```
scanf()：用于从标准输入读取字符串。
```
char str[100];
scanf("%s", str);  // 读取字符串到str
```
注意：scanf()读取字符串时，遇到空格或换行符会停止读取，因此它不能读取带有空格的字符串。可以使用gets()或fgets()来读取包含空格的字符串。
gets()（已废弃，不推荐使用）：用于读取包含空格的字符串。
```
char str[100];
gets(str);  // 读取字符串到str
```
警告：gets()函数不安全，因为它不检查数组边界，容易导致缓冲区溢出。建议使用fgets()。

fgets()：安全的字符串输入函数。

char str[100];
fgets(str, sizeof(str), stdin);  // 从标准输入读取字符串到str

3. 字符串处理函数

C语言提供了许多字符串处理函数，这些函数定义在<string.h>头文件中。

strlen()：返回字符串的长度（不包括'\0'）。
```
size_t len = strlen(str);  // 返回字符串的长度
```

strcpy()：字符串复制。

char src[] = "Hello";
char dest[10];
strcpy(dest, src);  // 将src复制到dest

strcat()：字符串连接。

char s1[50] = "Hello, ";
char s2[] = "World!";
strcat(s1, s2);  // s1变为"Hello, World!"

strcmp()：字符串比较。

int result = strcmp("apple", "banana");
if (result < 0) {
    printf("apple小于banana\n");
} else if (result > 0) {
    printf("apple大于banana\n");
} else {
    printf("apple等于banana\n");
}

strchr()：查找字符串中首次出现的指定字符。

char *p = strchr("Hello, World!", 'o');
if (p) {
    printf("字符 'o' 在位置 %ld 处找到\n", p - "Hello, World!");
}

strstr()：查找字符串中首次出现的子字符串。

char *p = strstr("Hello, World!", "World");
if (p) {
    printf("子字符串 'World' 在位置 %ld 处找到\n", p - "Hello, World!");
}

4. 常见问题与注意事项

数组越界：在操作字符串时，必须确保目标数组有足够的空间来存储结果，否则会导致数组越界，引发未定义行为。
字符串结束符'\0'：手动操作字符串时，务必确保字符串以'\0'结束，否则会导致程序行为异常。
字符串常量：字符串常量存储在只读存储区，不能修改。例如：
```
char *str = "Hello, World!";
*str = 'h';  // 错误：不能修改字符串常量
```

5. 字符串操作示例

下面是一个简单的示例，展示如何使用上述函数处理字符串：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[50] = "Hello, ";
    char str2[] = "World!";
    char str3[50];

    // 复制字符串
    strcpy(str3, str1);
    printf("str3: %s\n", str3);

    // 连接字符串
    strcat(str1, str2);
    printf("str1: %s\n", str1);

    // 获取字符串长度
    size_t len = strlen(str1);
    printf("Length of str1: %zu\n", len);

    // 比较字符串
    int result = strcmp(str1, str2);
    if (result < 0) {
        printf("str1 is less than str2\n");
    } else if (result > 0) {
        printf("str1 is greater than str2\n");
    } else {
        printf("str1 is equal to str2\n");
    }

    // 查找字符
    char *p = strchr(str1, 'o');
    if (p) {
        printf("'o' found at position: %ld\n", p - str1);
    }

    // 查找子字符串
    char *sub = strstr(str1, "World");
    if (sub) {
        printf("Substring 'World' found at position: %ld\n", sub - str1);
    }

    return 0;
}