深入解析 C 风格字符串（四十六）_c语言按符号风格字符串-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43114209/article/details/147026425

1. C 风格字符串的基本概念

定义
C 风格字符串实际上是一个以空字符 '\0' 结束的字符数组。例如：
```
char s1[] = "Hello"; // 实际上 s1 数组包含 'H','e','l','l','o','\0'
```
空字符的作用
空字符 '\0' 标记字符串的结束，这样在遍历字符串时，函数可以通过检测到空字符来判断字符串已经结束。如果字符串未以空字符结束，就无法正确确定字符串的长度，从而导致错误或安全问题。

2. C 标准库字符串函数

C++ 中可以使用头文件中定义的函数来操作 C 风格字符串，这些函数原来在 C 语言的 string.h 中定义。常用的函数包括：

函数	说明
`strlen(p)`	返回字符串 p 的长度，不包括结尾的空字符。
`strcmp(p1, p2)`	比较两个字符串 p1 和 p2。如果相等返回 0；若 p1 大于 p2，返回正值；若 p1 小于 p2，返回负值。
`strcat(p1, p2)`	将字符串 p2 连接到 p1 的末尾，返回 p1。
`strcpy(p1, p2)`	将字符串 p2 复制到 p1 中，返回 p1。

注意：
这些函数并不会验证传入的指针是否指向以空字符结束的数组，因此调用前必须确保字符串正确终止，否则可能导致未定义行为或缓冲区溢出。

2.1 示例：计算字符串长度

#include <iostream>
#include <cstring>  // 包含 strlen 函数
using std::cout;
using std::endl;

int main() {
    char s1[] = "Hello, world!";
    cout << "Length of s1: " << strlen(s1) << endl;  // 输出 13
    return 0;
}

如果未以空字符结束，如下面的示例，则结果未定义：

char s2[] = {'C', '+', '+'};  // 不包含空字符
// cout << strlen(s2) << endl;  // 错误：s2 未以空字符结束，可能导致程序崩溃

2.2 示例：比较两个字符串

直接使用关系运算符比较 C 风格字符串时，比较的是指针地址而非字符串内容，正确的做法是使用 strcmp：

#include <iostream>
#include <cstring>
using std::cout;
using std::endl;

int main() {
    const char s1[] = "A string example";
    const char s2[] = "A different string";
    
    if (strcmp(s1, s2) < 0)
        cout << "s1 is less than s2" << endl;
    else
        cout << "s1 is not less than s2" << endl;
    
    return 0;
}

2.3 示例：字符串连接和复制

由于不能直接用 + 运算符连接 C 风格字符串（例如 s1 + s2 试图将两个指针相加），所以必须使用 strcat 和 strcpy：

#include <iostream>
#include <cstring>
using std::cout;
using std::endl;

int main() {
    // 为结果字符串分配足够空间（包括末尾的空字符）
    char largeStr[50];
    const char s1[] = "Hello";
    const char s2[] = " World!";
    
    // 复制 s1 到 largeStr
    strcpy(largeStr, s1);
    // 连接一个空格（可以直接用空格字符串）
    strcat(largeStr, " ");
    // 连接 s2 到 largeStr
    strcat(largeStr, s2);
    
    cout << "Concatenated string: " << largeStr << endl;
    return 0;
}

安全提示：
使用 strcpy 和 strcat 时，必须确保目标数组足够大以容纳结果字符串，否则可能会引发缓冲区溢出等安全漏洞。

3. C 风格字符串与 C++ string 的比较

C++ string
- 是一个类，封装了字符串操作，自动管理内存。
- 支持使用 + 运算符连接、直接比较等更直观的操作。
C 风格字符串
- 只是字符数组的约定写法，以空字符结束。
- 操作时需要使用 C 标准库函数，如 strlen、strcmp、strcat、strcpy。
- 缺乏自动内存管理，容易引发缓冲区溢出等问题。

在现代 C++ 开发中，建议尽量使用 C++ string 类而非 C 风格字符串，除非出于兼容性或特定性能需求的考虑。