C语言K&R圣经笔记 5.5字符串指针与函数

5.5 字符串指针与函数

字符串常量是一个字符数组，它写成

"I am a string" 

在内部表示中，数组以空字符 '\0' 结尾，这样程序就能找到其结尾。因此内存中的长度就比双引号之间的字符数多一。

可能最常见的字符串常量是作为函数参数来使用的，例如

printf("hello, world\n");

当像这样的字符串常量出现在程序中时，是通过字符指针来访问的；printf 收到一个指向字符数组开头的指针。也就是说，字符串常量是通过指向其首个元素的指针来访问的。

字符串常量不一定是函数参数。如果 pmessage 声明为

char *pmessage;

则语句

pmessage = "now is the time";

将 pmessage 赋值为指向字符数组的指针。这不是字符串拷贝；只涉及到指针。C语言没有提供任何能将字符数组作为一个整体单元来操作的操作符。

下面两个定义有重要的区别

char amessage[] = "now is the time";    /* 数组 */
char *pmessage = "now is the time";     /* 指针 */

amessage 是一个数组，恰好足够大，以包含初始的字符串序列及末尾的 '\0'。数组里面每个字符都可以独立修改，但 amessage 总是指向同一个内存空间。另一方面，pmessage 是一个指针，初始化时指向了一个字符串常量；这个指针后续可以修改以指向其他位置，但如果你想要修改字符内容的话，其结果是未定义的。

我们将研究从标准库改编而来的两个函数，用以说明指针和数组更多方面的内容。第一个函数是 strcpy(s, t)，将字符串 t 拷贝到字符串 s。如果能简单写个 s=t 就好了，可惜那只是指针拷贝，而不是每个字符的拷贝。为了拷贝这些字符，我们需要使用循环。首先是数组版本：

/* 把t拷贝到s，数组下标版本 */
void strcpy(char *s, char *t)
{
    int i;

    i = 0;
    while ((s[i] = t[i]) != '\0')
         i++;
}

 对比下面的指针版本

/* 把t拷贝到s，指针版本1 */
void strcpy(char *s, char *t)
{
    while ((*s = *t) != '\0') {
        s++;
        t++;
    }
}

由于参数是值传递的，strcpy 可以用它喜欢的任何方式来使用参数 t 和 s。在这里，它们都是已经初始化好的指针，每次都分别在各自的数组上前进一个字符，直到 t 结尾的 '\0' 拷贝到 s 后才停止。

实际上，strcpy 不会写成上面那样。有经验的程序员会写成

/* 把t拷贝到s，指针版本2 */
void strcpy(char *s, char *t)
{
    while ((*s++ = *t++) != '\0')
        ;
}

这里把对 s 和 t 的递增移到了循环的检查部分。*t++ 的值是 t 在递增之前指向的字符；后缀的 ++ 要到这个字符被取出来之后才会改变 t。同样的，这个字符也被保存到 s 在递增之前的老位置。这个字符的值还被用来和 '\0' 比较，以控制这个循环。最终的效果就是字符都被从 t 拷贝到 s， 一直到（而且包括）末尾的 '\0'。

最后还能做个简化，因为问题仅仅是表达式是否为零，可知与 '\0' 的比较是多余的。因此这个函数可能写成：

/* 把t拷贝到s，指针版本3 */
void strcpy(char *s, char *t)
{
    while (*s++ = *t++)
        ;
}

尽管第一眼看起来这有点晦涩难懂，但这种写法是相当方便的，而且你应当掌握这种习惯用法（idiom），因为你将会在C程序中频繁遇见它。

标准库（）中的 strcpy 函数把目标字符串作为返回值。

我们要审视的第二个例程是 strcmp(s, t)，它比较两个字符串 s 和 t，当 s 的字典顺序小于、等于或大于 t 的时候，分别返回负数、0 和 正数。返回值的获取，是将 s 和 t 第一个不相同的字符进行相减得到的。

int strcmp(char *s, char *t)
{
    int i;

    for (i = 0; s[i] == t[i]; i++)
        if (s[i] == '\0')
            return 0;
    return s[i] - t[i];
}

指针版本为

int strcmp(char *s, char *t)
{
    for ( ; *s == *t; s++, t++)
        if (*s == '\0')
            return 0;
    return *s - *t;
}

由于 ++ 和 -- 不是前缀就是后缀操作符，也会有 * 和 ++/-- 的其他组合，尽管出现频率低一些。例如

*--p

在获取 p 指向的字符之前对 p 进行递减。实际上，下面这对语句

*p++ = val;    /* 推val入栈 */
val = *--p;    /* 栈顶出栈赋给val */

是出栈和入栈的标准用法；参见 4.3 节。

标准库头文件 包含了本节提到的两个函数，以及其他多种字符串处理函数的声明。

练习5-3、写出第二章中 strcat 函数的指针版本：strcat(s, t) 将字符串 t 连接到字符串 s 的末尾。

练习5-4、写个函数 strend(s, t)，如果字符串 t 出现在字符串 s 的末尾，则返回 1，否则返回 0。 

练习5-5、实现库函数 strncpy，strncat 和 strncmp ，这些函数最多操作它们字符串参数的 n 个字符。例如， strncpy(s, t, n) 最多将 n 个字符从 t 拷贝到 s。函数的完整描述参见附录B。 

练习5-6、前面章节正文和练习中的程序，如果是用数组下标的，将其改用指针来重写。这些程序至少包括 getline（第1、4章），atoi，itoa及其变种（第2、3、4章），reverse（第3章），以及 strindex 和 getop（第4章）