C语言 第九章 字符串

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C语言笔记汇总

1 字符串定义

一串以’\0’结尾的字符在C语言中被看作字符串
用双引号括起的一串字符是字符串常量，C语言自动为其添加’\0’结束符，比如“hello world”
'\0'等价于0，不是’0’

0 ‘\0’ ‘0’三者的关系：
0为int型，占4个字符；//在数值上是与’\0’的ASCII相等的。
‘\0’为转义字符，这是个八进制数，转化成十进制数为其对应的ASCII码值，即0
‘0’ 为字符，其ASCII码值为48

2 字符数组和字符串

C语言没有字符串数据类型，C语言中的字符串是以字符数组的形式来实现的。
字符数组，即数据类型是字符的数组char str[80];

2.1 一维字符数组的定义和初始化

1. 用字符型数据对数组进行初始化

char str[6] = {‘C’,‘h’,‘i’,‘n’,‘a’,‘\0’};
char str[10] = {‘C’, ‘H’, ‘I’, ‘N’, ‘A’};
如果数组没有’\0’，则数组不能当做字符串来处理

2. 用字符串常量直接对数组初始化

char str[6] = {“China”};
char str[6] = “China”;
用字符串初始化数组时最后自动添加’\0’

3. 注意：
   • 数组的长度必须比字符串的元素个数多1，用以存放字符串结束标志’\0’。例如：char c[5] = "CHINA"; /*错误*/
   • 常用：用字符串初始化字符数组时，可以默认数组长度的定义，例如：char c[ ] = "CHINA"; /*数组大小默认为6*/
   • 数组名是地址常量(它表示C语言编译系统分配给该数组连续存储空间的首地址)，不能将字符串直接赋给数组名。例如：char c[6]; c = "CHINA";/*错误*/
     

2.2 二维字符数组的定义和初始化

二维数组可以看成特殊的一维数组，这个特殊的一维数组的元素又是一个一维数组。

3 字符串输入输出函数

3.1 通用

• 单个字符的输入/输出:格式符 %c

e.g. char ch;
scanf(“%c”, &ch);
printf(“%c”, ch);

• 字符串的整体输入/输出:格式符 %s

e.g.char str[81];
scanf(“%s”, str);
printf(“%s”, str);

• 注意：1.参数为数组名，即数组首地址。2.scanf()函数%s格式不能读入空格、Tab、回车符，遇到空格、Tab、回车符，终止字符串输入，并写入字符串结束标志’\0’

3.2 专用

• 单个字符的输入输出:格式符 %c

getchar() getch()（不回显在屏幕）
putchar()

• 字符串的输入输出:格式符 %s

gets() fgets()
puts()

3.2.1 单个字符输入输出

字符输入函数getchar()/getch()

• 举例：

#include 
int main()
{
    char line[81];
    char ch;
    int i = 0;

    printf("输入一行英文句子，以回车结束\n");
    do
    {
        ch = getchar(); /* 使用getchar函数读取字符 */
        line[i] = ch;   /* 放到字符数组line中 */
        i++;
    } while (ch != '\n'); /* 按回车键结束 */
    line[i - 1] = '\0';   /* 字符串结束标志 */

    printf("\n %s\n", line); /* 输出字符串line */

    return 0;
}

转载一篇好文getch getche getchar的区别和缓冲区的概念

字符输出函数putchar()

putchar()函数用于向终端输出字符，使用形式如下：
putchar(字符);

char ch = ‘X’;
/* 输出字符变量ch的值 ‘X’*/
putchar(ch);		
/* 等价于 printf("%c", ch);*/
putchar(‘\n’)	 /* 换行 */

3.2.2 字符串输入输出

字符串输入函数 gets()

• 函数原型：char *gets(char *str);

• 功能：读入一串以回车结束的字符，顺序存入到以str为首地址的内存单元，最后写入字符串结束标志’\0’。

• gets()函数和scanf()函数一样，存在潜在的安全隐患。

• 举例：

#include 

int main(void)
{
    char name[10]; /*定义字符数组*/

    printf("Enter your name:");
    gets(name); /*使用gets函数输入字符串*/

    printf("Hello %s!\n", name); /*输出*/

    return 0;
}

• 隐患：因为由于gets()无法知道字符串的大小，必须遇到换行字符或文件尾才会结束输入，因此容易造成缓存溢出的安全性问题，给黑客攻击以可乘之机。可以通过fgets来代替。

---

字符串输入函数 fgets()

• 函数原型：
  char *fgets(char *buf, int bufsize, FILE *stream);

• 参数说明：

*buf: 字符型指针，指向用来存储所得数据的地址。
bufsize: 整型数据，指明buf指向的字符数组的大小
*stream: 文件结构体指针，指向将要读取的文件流。标准键盘输入流为stdin。

• 函数功能：从stream流读取以’\n’结尾的一行字符（包括’\n’在内）存到缓冲区buf中，读取字符的个数最多为bufsize-1。在读取字符的末尾添加一个'\0'组成完整的字符串。
• 如若该行（包括最后一个换行符）的字符数超过bufsize-1，则fgets只返回一个不完整的行，但是，缓冲区总是以NULL字符结尾，对fgets的下一次调用会继续读该行。
• 举例

#include 

int main(void)
{
    char name[10]; /*定义字符数组*/

    printf("Enter your name:");

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

    printf("Hello %s!\n", name); /*输出*/

    return 0;
}

运行结果：

原因分析：
- 当用户输入“zhang junqiang”时，超过限制大小，最多接受sizeof(name)-1个字符到字符数组中，再自动添加’\0’组成完整字符串。结果为“zhang jun”
- 当用户输入“li si”，fgets()函数会将包括在最后的回车符在内的所有字符读入，最后自动添加’\0’组成完整字符串，所以感叹号到了下一行。

字符串输出函数 puts( )

• 函数原型：puts(char* str)
• 功能：输出内存中从地址str起的若干字符，直到遇到’\0’为止，最后输出一个换行符。
• puts()函数与printf()函数以格式符%s输出字符串的区别：前者逐个输出字符到’\0’结束时自动输出一个换行符，后者逐个输出字符到’\0’结束，不会自动输出换行符。

4 字符串处理函数

• C语言提供了一系列字符串函数，包括字符串的
  输入\输出、连接、拷贝、比较、转换等运算。
• 使用这些函数需要在程序中包含相应的头文件string.h。
  

字符串长度计算-strlen

格式：strlen(字符串);

char str[10] = {“China”};
printf(“%d”, strlen(str));
答应出来的是实际长度5，不包括’\0’
可以用strlen()长度控制字符串输出

len = strlen(str);
for (i=0; i<len; i++)
{
	  putchar(str[i]);
}
putchar('\n');

字符串复制函数-strcpy

str copy
格式：strcpy(目的字符串,源字符串);
注意：

• 字符串不能用”=“整体复制，比如str2 = str1;是不成立的，因为str2代表数组地址，是地址常量，不能被赋值。
• 要保证目的字符串足够大。考试常考
• 调用strcpy函数时，第一个参数必须是数组名，第二个参数可以是字符数组名也可以是一个字符串常量。比如:strcpy(str1, "China");
• 复制字符串时连同源字符串尾部的’\0’一并复制到目标字符串中。复制完后，目的字符串原来的相应部分会被覆盖，目的字符串更长的部分还会保留。
• 用一个小小的test.c来检验一下

#include 
#include 

int main()
{
    char s[10] = "njtechhh";
    //printf("%lu\n", strlen(s));
    printf("%s\n", s);
    for (unsigned long int i = 0; i < sizeof(s) / sizeof(char); i++)
    {
        printf("%c\n", s[i]); //用%d可以更加直观
    }

    strcpy(s, "Good");

    printf("%s\n", s);

    for (unsigned long int i = 0; i < sizeof(s) / sizeof(char); i++)
    {
        printf("%c\n", s[i]); //用%d可以更加直观，覆盖掉了五个位置
    }
    return 0;
}

发现"Good\0"总共五个字符覆盖掉了"njtechhh"的前五位，变成"Good\0hhh",字符串形式下显示为Good

字符串链接函数-strcat

str catenates
格式：strcat(目的字符串,源字符串);

• 要保证目的字符串足够大,考试常考
• 返回目的字符串首地址
• 链接前两个字符串后都有’\0’，链接时会将s1后的’\0’覆盖，只在连接后的新字符串最后保留一个’\0’
• 调用strcat函数时，第一个参数必须是数组名，第二个参数可以是字符数组名也可以是一个字符串常量。比如:strcat(str1, "China");

字符串比较函数-strcmp

str comparison
格式：`strcmp(字符串1,字符串2)

• 比的不是字符串长短！！！
• 当出现第一对不相等的字符时，就由这两个字符决定所在字符串的大小，返回其ASCII码比较的结果值
  strcmp(s1,s2)
• 当s1>s2时，函数返回值为正值
• 当s1=s2时，函数返回值等于0
• 当s1

5 应用举例

5.1 字符变换

//输入一行字符，将其中的小写字母转换成大写字母，
//大写字母转换为小写字母，其余字符统一变为星号'*'。

#include 

int main()
{
    char str[81];
    int i = 0;
    while ((str[i] = getchar()) != '\n')
        i++;
    str[i] = '\0';                   /*将最后的回车换行符改为结束标志*/
    for (i = 0; str[i] != '\0'; i++) /*逐个处理、输出字符*/
        { if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z')
            str[i] -= 32;
    else if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z')
        str[i] += 32;
    else str[i] = '*';
    printf("%c", str[i]);
}
    return 0;
}

5.2 顺序颠倒

//输入一个字符串，逆序输出它

#include 
#include 

int main()
{
    char str[50],ch;
    int len;
    
    printf("请输入字符串：");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    len = strlen(str);

    for (int i = 0, j = len-1; i < j; i++, j--)
    {
        ch = str[i];
        str[i] = str[j];
        str[j] = ch;
    }
    
    printf("逆序字符串为:%s\n", str);

    return 0;
    

}

5.3 凯撒密码

#include 
#include 

void encode(char code[], int n);

int main(void)
{
	char text[100];    /* 明文 */
	
	printf("明文：");
	fgets(text, sizeof(text), stdin);	/* 输入明文 */	

	/* 加密 */
	encode(text, 3);  /* 明文为text字符串，密钥为3 */

	/* 输出密文 */
	printf("密文：%s\n", text);

	return 0;
}

void encode(char code[], int n)
{
    int len=strlen(code);

    
    for (int i = 0; i < len-1; i++)
    {
        if (code[i] >= 'A' && code[i] <= 'Z' )
        {
            code[i] += n;
            if (code[i]>'Z' )
            {
                code[i] -= 26 ; 
            }
            
        }
        else if (code[i] >= 'a' && code[i] <= 'z' )
        {
            code[i] += n;
            if (code[i]>'z' )
            {
                code[i] -= 26 ; 
            }
        }
    }
    
}

5.4 进制转换

#include 
#include 

void change(long n, int base); /*原型说明*/

int main(void)
{
    long n;
    printf("input a number: ");
    scanf("%ld", &n);

    change(n, 2);  /*调用函数change，转换为2进制*/
    change(n, 8);  /*调用函数change，转换为8进制*/
    change(n, 16); /*调用函数change，转换为16进制*/

    return 0;
}

void change(long n, int base)
{
    char bit[] = "0123456789ABCDEF";
    /*初始化字符数组*/
    int data[64]; /*进制转换结果最长为64位*/
    int i = 0;
    do
    {
        data[i] = n % base; /*余数写入数组*/
        n /= base;
        i++;
    } while (n != 0); /*直到n为0为止*/

    if (base == 8)
        printf("0");
    else if (base == 16)
        printf("0x");

    for (--i; i >= 0; i--) /*倒序输出*/
    {
        printf("%c", bit[data[i]]);
    }
    printf("\n");
}

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