1、字符串基本信息
字符串是以空字符(\n)结尾的char类型数组。
用双引号扩起来的内容称为字符串字面量,即字符串常量。编译器会在末尾自动加入\0字符,其属于静态存储类别。
1.1、在程序中定义字符串
1、字符串常量
字符串存储在只读存储区,不可修改。生命周期为程序运行全程,无需手动释放。
const char* str = "Hello, World!"; // 推荐加const
2、用数组创建字符串
数组在栈上分配空间,可以修改内容。数组的长度由初始化值自动确定,包含’\0’。
字符串存储在静态存储区中,但程序运行时,才会将字符串拷贝到数组中,此时字符串有两个副本。
char str[] = "Hello"; // 自动计算长度为6(含'\0')
char str[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; /* 与上一句等效 */
3、使用指定大小的字符数组创建字符串
预分配固定大小,若初始长度不足,剩余空间使用’\0’填充,需要放置溢出,并留出空间给’\0’。而且数组名是常量,不可自加或自减。
字符串存储在静态存储区中,但程序运行时,才会将字符串拷贝到数组中,此时字符串有两个副本。
char str[20] = "Hello"; // 预分配20字节,剩余空间填充'\0'
char str[5] = "Hello"; // 错误:数组长度至少为6(含'\0')
4、使用动态内存分配
数据存储在堆上,需要手动控制生命周期。
char* str = (char*)malloc(10 * sizeof(char)); // 分配10字节
strcpy(str, "Hello"); // 复制字符串到分配的内存
2、常见的字符串操作库函数
在 C 语言中,字符串的输入输出主要通过标准库 <stdio.h> 提供的函数实现。字符串操作主要依赖于标准库 <string.h> 。
字符串操作库函数对比表
功能 | 常用函数 | 安全版本(推荐) | 说明 |
---|---|---|---|
长度 | strlen | - | 返回字符串长度(不含'\0' ) |
复制 | strcpy | strncpy 、snprintf | strncpy 需手动补'\0' ;snprintf 自动截断 |
连接 | strcat | strncat 、snprintf | strncat 自动补'\0' ;snprintf 需指定缓冲区大小 |
比较 | strcmp 、strncmp | - | 返回值:<0 (小于)、0 (等于)、>0 (大于) |
查找 | strchr 、strrchr 、strstr | - | strchr (首次出现)、strrchr (最后出现)、strstr (子串查找) |
分割 | strtok | - | 破坏性分割,修改原字符串;线程不安全(用strtok_r 替代) |
内存操作 | memcpy 、memset | memcpy_s (非标准) | memcpy 需确保目标缓冲区足够大;memset 用于初始化内存 |
字符串输入输出函数对比表
函数 | 用途 | 是否安全 | 特点 |
---|---|---|---|
printf | 格式化输出 | ✅ | 支持各种格式控制(如%s 、%d ),需手动控制宽度(如%10s ) |
puts | 输出字符串并换行 | ✅ | 自动添加'\n' ,简单但功能有限 |
scanf | 格式化输入 | ❌(需手动限制) | 遇空格、制表符或换行符停止,需用%ns 防止溢出(n 为缓冲区大小-1) |
fgets | 读取一行(含换行符) | ✅ | 自动截断防溢出,需手动处理'\n' (如str[strlen(str)-1]='\0' ) |
gets | 读取字符串(已弃用) | ❌ | 不检查缓冲区大小,导致溢出,C11标准已移除该函数 |
2.1、字符串长度和复制
- 1、strlen - 计算字符串长度
#include <string.h>
size_t strlen(const char* s);
const char* str = "Hello";
printf("Length: %zu\n", strlen(str)); // 输出:5
- 2、strcpy - 复制字符串(strncpy - 安全复制指定长度)
strcpy 不检查目标缓存区大小,可能会导致溢出
strncpy 最多复制 n 字节,若 src 长度不足,用 ‘\0’ 填充。
char* strcpy(char* dest, const char* src);
char* strncpy(char* dest, const char* src, size_t n);
char dest[10];
strcpy(dest, "World"); // dest内容:"World\0"
char dest[5];
strncpy(dest, "Hello", 4); // dest内容:"Hell"(无'\0'!)
dest[4] = '\0'; // 需手动添加终止符
2.2、字符串连接和比较
- 1、strcat - 连接字符串(strncat - 安全连接指定长度)
strcat 不检查 dest 剩余空间,可能溢出。
strncat 安全连接指定长度。
char* strcat(char* dest, const char* src);
char* strncat(char* dest, const char* src, size_t n);
char dest[20] = "Hello, ";
strcat(dest, "World"); // dest内容:"Hello, World\0"
char dest[10] = "Hello";
strncat(dest, ", World", 2); // dest内容:"Hello, W\0"
- 2、strcmp - 比较字符串(strncmp - 比较前 n 个字符)
返回值:< 0:s1 小于 s2(按字典序)。0:s1 等于 s2。> 0:s1 大于 s2。
int strcmp(const char* s1, const char* s2);
int strncmp(const char* s1, const char* s2, size_t n);
if (strcmp("apple", "banana") < 0) {
printf("apple comes before banana\n");
}
if (strncmp("apple", "appetite", 3) == 0) {
printf("First 3 characters match\n");
}
2.3、字符串查找和分割
- 1、strchr - 查找字符首次出现位置(strrchr - 查找字符最后一次出现位置)
char* strchr(const char* s, int c);
char* strrchr(const char* s, int c);
char* strstr(const char* haystack, const char* needle); /* 查找子字符串 */
const char* str = "Hello";
char* p = strchr(str, 'l'); // p指向"lllo"
printf("%s\n", p); // 输出:"llo"
const char* str = "Hello";
char* p = strrchr(str, 'l'); // p指向"o"前的'l'