C语言编程之：关于字符串 || 字符串的输入输出及常用操作 && 4个函数的重写

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本文详细介绍了C语言中字符和字符串的基本概念与操作，包括字符的存储、输入输出，以及字符串的定义、输入输出方法。同时，探讨了输入输出缓冲区的工作原理，特别是如何处理输入缓冲区的残留数据和输出缓冲区的刷新。此外，还讨论了字符串相关的重要函数，如计算长度、复制、追加和比较，并提供了相应的自定义实现。

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一、字符

定义：在计算机中是以整型形式存储的，当需要时会显示字符串

例如：’\0’ -> 0 (ASCII码值为整数0的字符是空字符)

‘0’ -> 48 \ ‘A’ -> 65 \ ‘a’ -> 97

字符的输入

char ch;

scanf("%c",&ch);

ch = getchar();
字符的输出

printf("%c",ch);

putchar(ch);

二、字符串

串：是一种数据结构，是由一组类型相同的若干个数据组成，末尾有结束标志，对于这种数据结构的处理都是批量性的，从开头位置一直处理到结束标志为止。
字符串：由字符组成的串型结构，结束标志是’\0’
字符串的输入

scanf("%s",地址);
/缺点：不能输入空格
char *gets(char *s);
/功能：输入字符串，并且可以接受空格
/返回值：链式调用(把一个函数的执行结果，通过返回值作为另一个函数的参数)
char *fgets(char s, int size, FILE stream);
/s:内存首地址；size：字节数；stream：stdin
/功能：可以设置输入的字符串的长度为size-1，超出部分不会接收，它会为’\0’预留位置，如果输入的字符不足size-1，最后的\n会被一起接收**了

字符串的输出
- printf("%s",地址);
- int puts(const char *s); //功能：输出一个字符串，会在末尾自动添加一个\n
  
  返回值：成功输出的字符个数
字符串的存在形式
- 字符数组
  
  char str[10] = {‘a’,‘b’,‘c’…}；
  
  由char类型组成的数组，要为’\0’预留位置，初始化麻烦
  
  使用的是栈内存，数据可以随意修改
- 字符串字面值：
  
  “由双引号包含的若干个字符”
  
  在末尾隐藏一个’\0’
  
  字符串字面值是以地址形式存在的，数据存储在代码段中，如果修改就会段错误注意：它的结束标志是加在末尾的
  
  多个一模一样的字符串字面值在代码段只有一份

printf("%d\n",sizeof(“123123”));

// 字符个数+1

printf("%d\n",sizeof§);

// 指针的字节数 4|8

常用方式

字符数组[] = “字符串字面值”;

会自动给’\0’预留位置

赋值完成后字符串会存在两份，一份在代码段，另一份在栈内存(可以修改)

//练习：实现一个函数，判断字符串是否是回文串
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

bool is_backchar(const char* str)
{
	int len = strlen(str);
    for(int i=0; i<=len/2; i++)
    {
        if(str[i] != str[len-1-i])
            return false;
    }
    return true;
}

int main()
{
    char str[256] = {};
    gets(str);
    if(is_backchar(str))
        printf("YES\n");
    else
        printf("NO\n");
}

//实现一个函数，把数字组成的字符串转换成整数
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int str_to_int(const char* str)
{
	int len = strlen(str);
	int num = 0;
	for(int i=0; i<len; i++)
	{
		num = num*10 + str[i]-48;	
	}
	return num;
}

int main(int argc,const char* argv[])
{
    char str[256] = {};
	gets(str);
	printf("%d\n",str_to_int(str));
}

三、输出与输入缓冲区

1、输入缓冲区

程序并不会立即获取屏幕上输入的数据，而是按下回车键后程序才从输入缓冲区读取数据

当需要读取的是整型或者浮点型时，而输入缓冲区中的数据是字符或符号时，此时读取会失败，数据会残留在输入缓冲区中，就会影响接下来的所有数据的读取
fgets可以指定读取size-1个字符，如果有多余的会残留在输入缓冲区中，影响下一次输入
当先输入整型、浮点型数据，再紧接着输入字符、字符串时，前一次残留的’\n’或空格，会影响字符、字符串的输入

解决办法：

借助scanf返回值判断是否接收成功，如果接收过程有失败情况，可以先清理输入缓冲区，再重新循环接收数据，直到完全接收成功为止
借助缓冲区的位置指针移动到缓冲区末尾，实现清理缓冲区的效果

只能在Linux系统下使用

stdin->_IO_read_ptr = stdin->_IO_read_end;

必须确认输入缓冲区中有垃圾数据时，才能去读取丢弃输入缓冲区的垃圾数据，否则程序会停下来等待缓冲区中有一个\n

scanf("%*[ ^ \n]");

表示从缓冲区中接收任意字符并丢弃，只要不是\n就一直进行，遇到\n才停下

scanf("%*c");

丢弃任意字符，把\n丢掉
%c前面加空格

scanf(" %c",&ch)

2、输出缓冲区

程序并不会立即把输出的数据显示到屏幕上，而是先存储在输出缓冲区中，当满足一定条件时才显示出来。

1、遇到\n
2、程序结束
3、遇到输入语句
4、当缓冲区满4k时
5、fflush(stdout) 手动刷新

缓冲区机制可以提高数据的读写速度，并且可以让低速的输入输出设备与高速的CPU之间协调工作

四、字符串相关常用操作

以下全部需要加头文件 #include <string.h>

size_t strlen(const char s);
功能：计算字符串长度，不包括’\0’
注意：sizeof 和 strlen 的区别

char *strcpy(char *dest, const char *src);
功能：把src拷贝到dest，相当于给dest赋值 =
返回值：返回dest,链式调用

char *strcat(char *dest, const char src);
功能：把字符串src追加到dest的后面相当于 +=
返回值：返回dest,链式调用

int strcmp(const char *s1, const char *s2);
功能：比较两个字符串的大小，按照字典序比较，谁在前面谁小，只要比较出结果，立即返回，后面的不再比较
返回值：
s1 > s2 正数
s1 < s2 负数
s1 == s2 0

char *strncpy(char *dest,const char *src,size_t n);

功能：把src前n个字符拷贝给dest

char *strncat(char *dest,const char *src,size_t n);

功能：把src前n个字符追加到dest后面

int strncmp(const char *s1,const char *s2,size_t n);

功能：比较前n个字符的大小

int atoi(const char *nptr);
功能：字符串转int类型

long atol(const char *nptr);
功能：字符串转long类型

long long atoll(const char *nptr);
功能：字符串转long long类型

double atof(const char *nptr);
功能：字符串转double类型

char *strstr(const char *haystack,const char *needle);
功能：查找haystack，是否存在needle
返回值：needle首次在haystack中出现的位置，如果找不到返回NULL

char *strchr(const char *s, int c);
功能：查找s中是否有字符c
返回值：c在s中首次出现的位置，不存在返回NULL

int sprintf(char *str, const char *format,…);
字符串拼接
功能：把各种类型数据输出到str中
返回值：拼接后str的长度

int sscanf(const char *str,const char *format,…);
功能：从str中读取解析各种类型的数据
返回值：成功读取到的变量的个数

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
功能：从src位置拷贝n个字节到dest中

int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);

//关于重写字符串重要的4个函数（计算长度，复制，追加，比较）
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

size_t str_len(const char* s)
{
	assert(NULL != s);
	const char* tmp = s;
	while(*tmp) tmp++;
	return tmp - s;
}

char* str_cpy(char* dest,const char* src)
{
	assert(NULL != dest && NULL != src);
	char* tmp = dest;
	while(*tmp++ = *src++); 
	return dest;
}

char* str_cat(char* dest,const char* src)
{
	assert(NULL != dest && NULL != src);
	char* tmp = dest;
	while(*tmp) tmp++;
	while(*tmp++ = *src++);
	return dest;
}

int str_cmp(char* s1,char* s2)
{
	assert(NULL != s1 && NULL != s2);
	while(*s1 && *s1 == *s2) s1++,s2++;
	return *s1-*s2;
		
}

int main(int argc,const char* argv[])
{
    char str1[] = "123";
	char str2[] = "456";
	char str3[] = "789";
	printf("%s\n",str_cat(str1,str2));
	printf("%d\n",str_len(str1));
	printf("%d\n",str_cmp(str1,str2));
	printf("%s\n",str_cpy(str1,str3));

}

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