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C语言：字符串

article 2024/11/24 16:29:00

在C语言中，字符串是一个字符数组，以空字符（\0）结尾表示字符串的结束。这种实现方式使得C语言的字符串简单且灵活，但也容易因为操作不当而导致错误（如数组越界、未正确添加空字符等）。

1. 字符串的定义

字符数组方式：

定义字符串时，可以使用字符数组。
必须确保数组的最后一个元素是\0，否则字符串未正确结束。

char str[10] = "hello";  // 自动加上 \0

指针方式：

使用字符指针指向一个以\0结束的字符序列。
例如：

char *str = "hello";

注意：使用这种方式定义的字符串是只读的，修改会引发未定义行为。

2. 字符串的输入与输出

输入字符串：

可以使用 scanf，但它在读取字符串时以空格作为分隔符，仅能读取单词。

char name[50];
scanf("%s", name);

要读取带空格的整行字符串，可使用 gets（已废弃）或 fgets。

fgets(name, sizeof(name), stdin);

输出字符串：

使用 printf 输出字符串：

printf("%s", name);

3. 字符串的基本操作

C语言没有内置的字符串类型，因此需要依赖 <string.h> 提供的函数来操作字符串：

求字符串长度：strlen

计算字符串长度（不包含\0）。

#include <string.h>
int len = strlen("hello"); // len = 5

字符串复制：strcpy 和 strncpy

strcpy 将一个字符串复制到另一个字符串。
strncpy 可以指定最大复制长度。

char str1[10], str2[] = "world";
strcpy(str1, str2); // str1 = "world"

字符串连接：strcat 和 strncat

strcat 将一个字符串附加到另一个字符串末尾。
strncat 限制附加长度。

char str1[20] = "hello ", str2[] = "world";
strcat(str1, str2); // str1 = "hello world"

字符串比较：strcmp 和 strncmp

比较两个字符串是否相等。
返回值：0 表示相等，正值或负值表示大小关系。

int result = strcmp("abc", "abd"); // result < 0

字符串查找：strchr 和 strstr

查找字符或子字符串在字符串中的首次出现。

char *pos = strchr("hello", 'e'); // pos 指向 'e'
char *substr = strstr("hello world", "world"); // substr 指向 "world"

4. 常见字符串操作中的问题

数组越界：

未预留足够空间存储字符串和\0。
如：

char str[5];
strcpy(str, "hello"); // 错误，str 空间不足

忘记加\0：

手动操作字符串时，必须在末尾加上\0，否则字符串未定义。

指针操作的风险：

如果用字符指针直接指向字符串常量，修改内容会导致错误。

char *str = "hello";
str[0] = 'H'; // 错误：只读字符串

5. 案例：实现字符串反转功能

以下展示一个完整的字符串反转程序：

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

// 函数声明
void reverseString(char str[]);

int main() {
    char str[100];
	SetConsoleOutputCP(65001);
    printf("请输入一个字符串：");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    // 移除 fgets 捕获的换行符
    size_t len = strlen(str);
    if (len > 0 && str[len - 1] == '\n') {
        str[len - 1] = '\0';
    }

    printf("原字符串：%s\n", str);
    reverseString(str);
    printf("反转后字符串：%s\n", str);

    return 0;
}

// 字符串反转函数
void reverseString(char str[]) {
    int i, j;
    char temp;
    int len = strlen(str);

    for (i = 0, j = len - 1; i < j; i++, j--) {
        temp = str[i];
        str[i] = str[j];
        str[j] = temp;
    }
}