《小菜狗 C 语言入门 + 进阶笔记》（25）字符与字符串【常用】-优快云博客

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1、字符

所谓字符就是我们在键盘上敲出来的单个符号，如： A, a, 1, @, #, $, ~ 等等，C 语⾔规定，字符必须要放在单引号中。

前面（2.6）常量 - 转义字符 - ASCII 码章节说过数据类型 char，专门⽤来创建字符变量，而字符变量是⽤来存储字符的。这些字符要想存储起来，就得放在字符变量中，比如：

char ch = 'a';

2、字符串

C 语⾔中有字符类型，但是没有字符串类型，字符串就是由双引号引起来的⼀串字符，比如："abcdef";

⼀个字符串中我们直观的能看到⼀些字符，比如：字符串常量 “abcdef” 中，我们看到了 a、b、c、d、e、f 这 6 个字符，但是实际上在末尾还隐藏⼀个 '\0' 的 转义字符（参考前面（2.6）常量 - 转义字符 - ASCII 码章节）作为字符串结束标志。

注意： 字符串常量的实际字符数总是比其双引号中的字符数多 1，编码过程中的易错点。

3、`'\0'` 详解

字符串是一系列连续的字符的组合，要想在内存中定位一个字符串，除了要知道它的开头，还要知道它的结尾。

找到字符串的开头很容易，知道它的名字（字符数组名或者字符串名）就可以；

然而，如何找到字符串的结尾呢？

在 C 语言中，字符串总是以'\0'作为结尾，所以'\0'也被称为字符串结束标志。

'\0'是 ASCII 码表中的第 0 个字符，英文称为 NULL，中文称为“空字符”。该字符既不能显示，也没有控制功能，输出该字符不会有任何效果，它在 C 语言中唯一的作用就是作为字符串结束标志。

由" "包围的字符串会自动在末尾添加'\0'。

例如，"abc123"从表面看起来只包含了 6 个字符，其实不然，C 语言会在最后隐式地添加一个'\0'，这个过程是在后台默默地进行的，所以我们感受不到。

比如以下图示：

用双引号括起来的字符串: "hello, world" ， "A"， ""。

在这里插入图片描述

C 语言在处理字符串时，从前往后逐个扫描字符，一旦遇到 '\0' 就认为到达了字符串的末尾，就结束处理。

因此：

'\0'至关重要，没有'\0'就意味着永远也到达不了字符串的结尾。

4、单个字符

输入单个字符可以使用 scanf() 这个通用的输入函数，对应的格式控制符为%c，之前（2.8）输入 & 输出语句（1）章节已经讲到了。

4.1、int getchar(void)

函数从屏幕读取下一个可用的字符，并返回为一个整数。它的原型定义在头文件 stdio.h 。

程序运行到这个命令就会暂停，等待⽤户从键盘输⼊。
注意这个函数在同一个时间内只会读取一个单一的字符，等同于使⽤ scanf() 方法读取⼀个字符。
getchar() 不会忽略起⾸的空白字符，总是返回当前读取的第⼀个字符，⽆论是否为空格。
如果读取失败，返回常量 EOF，由于 EOF 通常是 -1 ，所以返回值的类型要设为 int，而不是 char。

它就是scanf("%c", c)的替代品，除了更加简洁，没有其它优势了；或者说，getchar() 就是 scanf() 的一个简化版本。

4.2、int putchar(int c)

函数把字符输出到屏幕上，并返回相同的字符。它的原型定义在头文件 stdio.h 。

putchar() 函数将它的参数字符输出到屏幕。
这个函数在同一个时间内只会输出一个单一的字符，等同于使⽤ printf() 输出⼀个字符。
操作成功时， putchar() 返回输出的字符，否则返回常量 EOF。

可以在循环内使用这个方法，以便在屏幕上输入和输出多个字符。

举例代码如下：

#include <stdio.h>
 
int main( )
{
   int c;
 
   printf( "Enter a value :");
   c = getchar( );
 
   printf( "\nYou entered: ");
   putchar(c);
   printf( "\n");
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会等待您输入一些文本，当您输入一个文本并按下回车键时，程序会继续并只会读取一个单一的字符，显示如下：

Enter a value :runoob

You entered: r

一句话总结：

在接受单个字符和打印单个字符的时候，可以使⽤ getchar 和 putchar。

思维导图：
在这里插入图片描述

4.3、getche() 和 getch()

4.3.1、getche()

它没有缓冲区，输入一个字符后会立即读取，不用等待用户按下回车键，这是它和 scanf()、getchar() 的最大区别。

请看下面的代码：

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main()
{
    char c = getche();
    printf("c: %c\n", c);

    return 0;
}

输入示例：

@c: @

输入@后，getche() 立即读取完毕，接着继续执行 printf() 将字符输出，所以没有按下回车键程序就运行结束了。

4.3.2、getch()

getch() 也没有缓冲区，输入一个字符后会立即读取，不用按下回车键，这一点和 getche() 相同。getch() 的特别之处是它没有回显，看不到输入的字符。

所谓回显，就是在控制台上显示出用户输入的字符；没有回显，就不会显示用户输入的字符，就好像根本没有输入一样。

回显在大部分情况下是有必要的，它能够与用户及时交互，让用户清楚地看到自己输入的内容。但在某些特殊情况下，我们却不希望有回显，例如输入密码，有回显是非常危险的，容易被偷窥。

getch() 使用举例：

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main()
{
    char c = getch();
    printf("c: %c\n", c);

    return 0;
}

输入@后，getch() 会立即读取完毕，接着继续执行 printf() 将字符输出。但是由于 getch() 没有回显，看不到输入的@字符，所以控制台上最终显示的内容为c: @。

5、gets() & puts() 函数

我们知道使⽤ scanf 函数，配合 "%s" 的输⼊格式，可以输⼊字符串，使⽤ printf 函数，配合 "%s" 的输出格式，可以输出字符串。

现在我们再学习⼀组函数：gets 和 puts。

char *gets(char *s) 函数从标准输⼊ stdin 读取一行到 s 所指向的缓冲区，直到一个终止符或 EOF。

int puts(const char *s) 函数把字符串 s 和一个尾随的换行符写入到标准输出 stdout。

举例：

#include <stdio.h>
 
int main( )
{
   char str[100];
 
   printf( "Enter a value :");
   gets(str);
 
   printf( "\nYou entered: ");
   puts(str);
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会等待您输入一些文本，当您输入一个文本并按下回车键时，程序会继续并读取一整行直到该行结束，显示如下：

Enter a value :runoob

You entered: runoob

5.1、详细分析 gets：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr[10] = {0};
    gets(arr);
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}

存储如图分析所示：
在这里插入图片描述

5.2、puts 与 printf 的区别：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = "abc";
    char arr2[] = "def";
    
    printf("%s", arr1);
    printf("%s", arr2);
    printf("\n"); //区分两次打印的效果
    
    puts(arr1);
    puts(arr2);
    
    return 0;
}

我们从结果可以看出，使⽤ printf 函数打印字符串的时候，不会额外加上换行效果，但是 puts 在打印完字符串内容后主动换行。

在这里插入图片描述

5.3、使用 gets() 会报警告：

warning: this program uses gets(), which is unsafe.

gets() 不安全是因为未指定缓冲区大小。可以使用 fgets();

char* fgets(char *buf, int bufsize, FILE *stream);

buf：字符型指针，指向用来存储所得数据的地址。
bufsize：整形数据，指明缓冲区的大小，拷贝到 buf 地址的最大字符数量。
stream：指明输入流的 FILE 对象的指针，stdin 可以作为参数，表示从标准输入读取。

返回值：成功，则函数返回 buf。

如果当尝试读取一个字符时遇到了文件结尾，则 eof 被置位(feof)，如果还没有成功读入任何一个字符就遇到了文件结尾，那么就会返回 null，buff 中的内容保持不变。如果读取错误发生，那么 error indicator(ferror) 被置位，还是返回 null。

5.4、输出长文本【拓展】

当文本超出编辑窗口的宽度时，可以选择将文本换行，也可以选择将文本隐藏（可以在编辑器里面自行设置），但是不管哪种形式，在一个字符串里书写长文本不太美观。

#include <stdio.h>
int main()
{
    puts("在 puts 函数中，可以将一个较长的字符串分割成几个较短的字符串，这样会使得长文本的格式更加整齐。");

    return 0;
}

可以多写几个 puts 函数，如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    puts("在 puts 函数中，");
    puts("可以将一个较长的字符串分割成几个较短的字符串");
    puts("这样会使得长文本的格式更加整齐。");

    return 0;
}

在 puts 函数中，可以将一个较长的字符串分割成几个较短的字符串，这样会使得长文本的格式更加整齐。注意：这只是形式上的分割，编译器在编译阶段会将它们合并为一个字符串，它们放在一块连续的内存中。多个字符串并不一定非得换行，也可以将它们写在一行中，如下：

#include <stdio.h>
int main()
{
    // 写在几行
    puts(
        "在 puts 函数中，"
        "可以将一个较长的字符串分割成几个较短的字符串"
        "这样会使得长文本的格式更加整齐。"
    );

    // 写在一行
    puts("在 puts 函数中，""可以将一个较长的字符串分割成几个较短的字符串""这样会使得长文本的格式更加整齐。");
    return 0;
}

6、所有输入输出函数总结

6.1、所有输入输出函数

（1）C 语言有多个函数可以从键盘获得用户输入，它们分别是：

scanf()：是通用的输入函数，它可以读取多种类型的数据。
getchar()、getche()、getch()：这三个函数都用于输入单个字符。
gets()：获取一行数据，并作为字符串处理。

（2）C 语言有多个函数可以从键盘获得用户输出，它们分别是：

printf()：可以输出多种类型的数据。
putchar()、putche()、putch()：这三个函数都用于输出单个字符。
puts()：输出一串数据。

6.2、所有输入函数总结

其中 scanf()、getchar()、gets() 是标准函数，适用于所有平台；getche() 和 getch() 不是标准函数，只能用于 Windows。

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scanf() 是通用的输入函数，它可以读取多种类型的数据。
getchar()、getche() 和 getch() 是专用的字符输入函数，在缓冲区和回显方面与 scanf() 有着不同的特性，是 scanf() 不能替代的。
gets() 是专用的字符串输入函数，与 scanf() 相比，gets() 的主要优势是可以读取含有空格的字符串。

而且：

scanf() 可以一次性读取多份类型相同或者不同的数据，getchar()、getche()、getch() 和 gets() 每次只能读取一份特定类型的数据，不能一次性读取多份数据。

所有输出函数是类似的。

6.3、现象总结

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a,b,c;

    a = getchar();
    b = getche();
    c = getch();
}

执行到 getchar() 函数时，光标闪动，等待输入字符：输入字符后无变化，需要按回车键，按回车键后，getchar 读取了这个字符,并将其赋值给变量 a。
执行到 getche() 函数时，光标闪动，等待输入字符：输入字符后，不需按回车键，在输入后，getche 立即读入并赋值给 b。
执行到 getch() 函数时，光标闪动，等待输入字符：输入字符，并不能看到你输入的字符，屏幕仍是；但在输入后瞬间，getch() 函数就读取并赋值给了 c。