C语言字符串摘要

定义：C语言中字符串是以’\0’（空字符）结尾的char类型数组。

一、在C程序中定义字符串：

注意1：指定数组大小时，要确保数组的元素个数至少比字符串长度多1，所有未被使用的元素都被自动初始化为0。这一特性往往会不经意间造成内存浪费。
注意2：字符串大小和字符串长度不同。前者指该字符占用多少空间（字符串的大小是指其字符数加上一个空字符），后者指该字符串的字符个数。（比如字符串常量"string"的大小是7，长度是6）。

1、字符数组初始化 — 右值为字符串字面量（字符串常量）（这种形式比标准的数组初始化形式简单得多）

示例：
char greeting[50] = “how”“are you !”;（当然声明时如果后续不需要再向该字符数组中填充数据，那么也可以省略掉数组初始化声明中的大小，即方括号中的值）。
(你或许会疑问为什么字符串末尾没有（\0）呢，其实这种写法编译器会自动在末尾加上(\0))。
操作方式：操作greeting[ X ]来操作字符串（X属于[0,49]）。

2、字符数组初始化 — 右值为字符数组(标准的数组初始化形式)

示例：
char m1[40] = {‘i’,‘l’,‘o’,‘v’,‘e’,‘y’,‘o’,‘u’,‘\0’};
这种初始化形式需要写上(\0),如果没有最后面的空字符，那么m1就是一个字符数组，不是一个字符串。
操作方式：操作m1[ X ]来操作字符串（X属于[0,39]）。

3、运用指针

示例：
const char *p1 = “I LOVE YOU”;
操作方式：数组表示法和指针表示法操作皆可（推荐使用数组表示法，那样可读性更好）如：p1[ X ]（X 取值依赖字符串末尾\0的下标）

4、思考

思考以下两种形式定义字符串的异同点：（其实说的是思考1,3的异同点）
①：const char * pt1 = “Something is pointing at me.”;
②：const char ar1[ ] = “Something is pointing at me.”;
相同点：pt1和ar1都是该字符串的地址（也是字符串首字符的地址）
不同点：
字符串常量被视为const数据，所以不能用指针改变它所指向的字符串常量（字符串字面量）（注意！一定不能用指针改变字符串字面量，压根就不行，C和C++中都不行，我试过了！24年9月01日发现把const去掉就是可以的，C，C++均可），指针应该声明为指向const 数据的指针（声明时const 位置在*的左边就行），但是可以用指针访问字符串常量中的字符，比如，语句printf(“%c”,*pt1);就能用于打印大S（即该字符串的开头字母），那你觉得语句printf(“%s”,*pt1);能打印出该字符串吗？答案肯定是不行的，因为指针pt1解引用后得到的是char类型的数据，而转换说明%s对应的待打印项要求是一个字符串的地址，我们可以用语句printf(“%s”,pt1);或者语句printf(“%s”,ar1);来打印该字符串。

通常，字符串作为可执行文件的一部分存储在数据段中。当程序载入内存时，也载入了程序中的字符串（字符串存储在静态存储区中），而程序在开始运行时才会为该数组分配内存，此时才将字符串拷贝到数组中。
所以说代码段②中字符串有两个副本，一个是在静态存储区（静态内存中的字符串字面量），一个是拷贝到对应数组中的字符串。
但是代码段①中字符串只有一个副本，而该字符串常量被视为const数据，指针是修改不了该字符串字面量的内容的，所以指针应该声明为指向const 数据的指针。
数组名为一个常量，不能像指针那样进行自增操作，但是用它可以改变字符串常量的数据，当然这只是改变字符串常量副本中的数据而已。
所以，如果要改变字符串或为字符串输入预留空间，不要使用指向字符串字面量的指针（3的形式），使用数组（1的形式）。

二、指针和字符串

1、代码演示：

#include <stdio.h>
#define M 40
#define N 5

int main()
{
    //一个指针变量一般在内存中占4字节。(占8字节的也有)
    //ar1是一个指针数组，ar2是char类型数组的数组，也就是二维char类型数组
    printf("==========ONE===========\n");
    const char * ar1[N] = {
        "I love you.",
        "Do you love me?",
        "I think your reply is definitely yes.",
        "Oh my god,"
    };
    char ar2[N][M] = {
        "More than 1.31 million residents ",
         "he said at a news conference ",
         " where",
         "floodwaters have receded after "
    };
    printf("sizeof ar1:%zd sizeof ar2:%zd\n",sizeof(ar1),sizeof(ar2));

    //指针的指向特性！
    printf("==========TWO===========\n");
    const char * mesg = "Don't be a fool!";
    const char * copy;

    copy = mesg;
    printf("%s\n",copy);
    printf("mesg = %s; &mesg = %p; value = %p\n", mesg, &mesg, mesg);
    printf("copy = %s; &copy = %p; value = %p\n",copy, &copy, copy);

    //双引号中的内容被视为指向该字符串存储位置的指针
    printf("==========THREE===========\n");
    printf("%s, %p, %c\n","we", "are", *"space farers");
    return 0;
}

2、知识点：

ONE：一个指针变量一般在内存中占4字节。(占8字节的也有)
TWO：字符串的地址和指向它的指针的值相同，（指针的值就是它所指向对象的地址值）。但是不同指针自身的地址肯定是不同的，包含某一段内容的数组和指向该内容的指针的地址也肯定不一样。
THREE：字符串字面量属于静态存储类别，这说明如果在函数中使用它，该字符串只会存储一次，在整个程序的生命期内存在，字符串字面量（“……”）可被视为指向该字符串存储位置的指针。

3、运行截图：

.

三、字符串输入输出函数（字符串I/O）

puts()应该与gets()配对使用，fputs()应该和fgets()配对使用。

1、输入函数

（1）gets()函数（有弊端，使得程序比较危险）

传入一个指针参数，通常为数组名，它读取一整行输入，直至遇到换行符，然后丢弃换行符，存储其余字符，并在这些字符的末尾添加一个空字符使其成为一个C字符串。
返回值：
①：若gets()函数成功执行，则会返回其参数值，同时参数值自身也跟着改变，比如参数值是一个空字符数组，调用gets()函数后就不空了
②：gets()函数读到文件结尾或者在读入数据时出现了某些错误会返回空指针，文件结尾是可以在键盘输入中模拟的，当然在真实文件中没必要模拟，其会自动识别文件结尾
不安全：如果输入的字符过长，会导致缓冲区溢出，即多余的字符超出了指定的目标空间，可能擦写掉程序中其他数据，导致程序异常终止。
C99标准承认了该函数的弊端，但仍保留了该函数，C11标准已经完全摒弃了该函数，但是编译器仍然大部分还是支持该函数以兼容以前的代码，codeblocks就是一个扩展性很好的壳子，gcc才是编译器，最新的gcc仍然支持gets()函数，但是给了一个警告说它不安全

（2）fgets()函数（最佳选择）

作为gets()函数的替代品之一，专门设计该函数用于处理文件输入，该函数有三个参数，
参数介绍：
第一个是指针参数，通常是数组名。
第二个参数指明了读入字符的最大数量，（如果为n，那么fgets()函数将读入n-1个字符，最后一个位置留作\0符号，或者读到第一个换行符为止，与gets()函数不同，fgets()函数不会丢弃读到的第一个换行符。）。（如果一行中只输入一个换行符，那么fgets()并不会返回空，它会存储\n\0,当然这要求第二个参数大于等于2）
第三个参数指明要读入的文件，如果要读入键盘中的数据，则以stdin（标准输入）作为参数，该标识符定义在stdio.h中。
返回值：
  ①：fgets()函数返回指向char的指针。如果一切进行顺利，该函数返回的地址与传入的第一个参数值相同。
   ②：当读到文件结尾（Windows命令行键盘输入ctrl + z模拟，当然在真实文件中没必要模拟，其会自动识别文件结尾）或者在读入数据时出现了某些错误，fgets()函数将返回一个空指针：通常用宏NULL表示。（也可以用数字0来代替，但是用0与其他形式容易造成冲突误解）

当输入行太长会怎么样，使用gets()函数不安全，他会擦写现有数据，存在安全隐患，（gets_s()函数很安全，但是如果不希望程序终止或退出，就要知道如何编写特殊的“处理函数”。另外，如果打算让程序继续运行，gets_s()函数会丢弃输入行的其余字符，无论你是否需要）前面这个括号里面的内容是书上的原话，看不懂没关系，了解即可。由此可见，当输入太长，超过数组可容纳的字符数时，fgets()最容易使用，而且可以选择不同的处理方式。
1、如果要让程序继续使用输入行中超出的字符，那么可以使用下面程序的处理方法

#include <stdio.h>
#define STLEN 10

int main(void)
{
    char words[STLEN];

    puts("enter strings (empty line to quit)");
    while (fgets(words,STLEN,stdin) != NULL && words[0] != '\n')
    {
        fputs(words,stdout);
    }
    return 0;
}

运行截图：
循环终止原因：当执行完第11次（4+4+3）while循环后（第一行相当于有4个9位），再检查while循环条件的时候发现words[0] == ‘\n’

循环终止原因：当执行完第一次while循环后，再检查while循环条件的时候发现words[0] == ‘\n’

循环终止原因：当执行完第二次while循环后，再检查while循环条件的时候发现fgets(words,STLEN,stdin) == NULL

2、如果想丢弃输入行超出的字符，可以参考下面程序的处理方法

#include <stdio.h>
#define STLEN 10

int main()
{
    char words[STLEN];

    int i = 0;

    puts("enter strings (empty line to quit)");
    while (fgets(words,STLEN,stdin) != NULL && words[0] != '\n')
    {
        while (words[i] != '\n' && words[i] != '\0')
         i++;
        if(words[i] == '\n')
        {
            words[i] = '\0';
        }
        else{
            while(getchar() != '\n')
                continue;
        }
        fputs(words,stdout);
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

运行截图如下：（最后是通过empty line来终止程序的）

以如下图片中的输入为例，我们把19到22行注释掉，此时没有了getchar()函数来消耗下面图片输入中最后的换行符，那么就会导致最外层循环只执行一次（最外层的while循环的第二个条件不满足）。

（3）gets_s()函数（有难度,且还未普及,了解即可）

C11新增，有两个参数（和fgets()函数的第一，二个参数一个意思）
说第一个参数和fgets()一个意思还能理解的过来。
第二个参数跟fgets()是一个意思该怎么理解呢？
你就想啊，这设计C语言方法库的人肯定不会先设计一个读取前n-1个字符的函数，后却设计一个读取前n个字符的函数。
第一个是指针参数，通常是数组名。
第二个参数是一个整数，来限制读入的字符数。
gets_s()函数只从标准输入中读取数据，不需要第三个参数（这点跟fgets()函数不一样）
gets_s()函数读取到换行符，会像gets()函数一样丢弃它而不是存储它（这点跟fgets()函数不一样）
只要输入行未超过最大字符数，完全可以用gets_s()函数替换gets()函数。

（4）scanf()函数（读到文件结尾会返回EOF）

scanf()函数返回一个整数值，该值等于scanf()函数成功读取到的项数或者EOF。
无法读取多个单词的书名或者歌曲名。输入行过长也会导致数据的溢出，当然这点可以在%s转换说明中使用字段宽度来防止溢出。
典型用法是读取并转换混合数据类型为某种标准形式。

2、输出函数

（1）puts()函数

传入一个指针参数，通常为数组名，该函数用于输出字符串，并在末尾添加换行符。

（2）fputs()函数

fputs()函数是puts()函数针对文件定制的版本
它有两个参数。
第一个是指针参数，通常是数组名。
第二个参数指明要写入的文件，如果要打印在显示器上，那么可以用定义在stdio.h中的stdout（标准输出）来作为该参数。
与puts()函数不同，fputs()函数不会在输出的末尾加上换行符。

（3）printf()函数

printf()函数的格式：printf(格式字符串，待打印项1，待打印项2…)；
与puts()函数一样，当用于输出字符串时，printf()也把字符串的地址作为参数，但是它的用处不仅仅局限于输出字符串，它还可以格式化不同的数据类型。
printf()的返回值是其打印输出功能的附加用途，通常很少用到，它返回的是它所打印的信息的字符数（包括空格和不可见的换行符（\n）），如果有输入错误，其返回一个负值。比如：
int b=10;
int a = printf(“%d\n”,b);//输出10换行
printf(“%d”,a);//输出3

有趣实验：

用转义序列‘\a’（蜂鸣）、printf()函数、Sleep()睡眠函数（需要包含windows.h头文件）和system("cls")实现界面倒数10。

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

int main()
{
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        printf("\a");
        printf("%d",10-i);
        Sleep(1000);//一千毫秒=一秒
        system("cls");
    }
    return 0;
}

这个实验的具体运行情况就不演示了。