《小菜狗 C 语言入门 + 进阶笔记》（27）字符数组-优快云博客

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1、字符数组

1.1、引入

在 C 语言中，字符串本质是使用空字符 \0 结尾的一维字符数组。
在 C 语言中，没有专门的字符串变量，没有 string 类型，通常就用一个字符数组来存放一个字符串。

用来存放字符的数组称为字符数组，可以将字符串直接赋值给字符数组。

1.2、字符数组的创建和初始化

创建一维字符数组

char a[10];

创建字符常量并初始化字符数组

char c[20] = {'c', '  ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a','m'};  //给部分数组元素赋值
char c[] = {'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm' };   //对全体元素赋值时可以省去长度下标长度

创建字符串常量并初始化字符数组

（1）指定数组大小

char str[20] = {"http://baidu.com"};

（2）不指定数组长度（不定长数组）。通过初始化内容来确定数组元素个数

给字符数组赋值时，我们通常使用这种写法，将字符串一次性地赋值（可以指明数组长度，也可以不指明），而不是一个字符一个字符地赋值，那样做太麻烦了。

char str[] = "http://baidu.com";   //这种形式更加简洁，实际开发中常用

数组第 0 个元素为'h'，第 1 个元素为't'，后面的元素以此类推。

1.3、字符常量与字符串常量

强调

‘a’ 表示是一个字符，“a” 表示一个字符串相当于 ‘a’+‘\0’;

‘’ 里面只能放一个字符;

“” 里面表示是字符串系统自动会在串末尾补一个 0。

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = {'a', 'b', 'c'};
    char arr2[] = "abc";
    return 0;
}

调试后，我们在监视窗口中观察是这样的：
在这里插入图片描述

在使用常量字符串初始化的时候，数组中多了⼀个 '\0' 字符；这个 '\0' 就是字符串常量中隐藏的。

1.4、不定长数组与定长数组

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = {'a', 'b', 'c'};
    char arr2[5] = {'a', 'b', 'c'};
    return 0;
}

注意：arr1 就是 "abc"，arr2 就是 "abc0"！

1.5、`'\0' 字符`作用解刨

先看一个代码例子。

1.5.1、初始化赋值

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = {'a', 'b', 'c'};
    char arr2[] = "abc";
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);
    return 0;
}

结果分析：

abc烫烫烫?侵7(?╔?╚╔╔
abc

我们可以看到：

arr1 字符数组在打印的时候，打印了 a、b、c 后还打印了⼀些随机值，这就是因为 arr1 在末尾的地方没有 \0 字符作为结束标志，在打印的时候没有停止。
但是 arr2 的打印就是完全正常的，就是因为 arr2 数组是使⽤字符串常量初始化的，数组中有 '\0' 作为标志，打印可以正常停止。

如果我们在 arr1 数组中单独放⼀个 ‘\0’ 字符会怎么样呢？?

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = {'a', 'b', 'c', '\0'};
    char arr2[] = "abc";
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);
    return 0;
}

结果分析：

abc
abc

看到两次打印的结果是⼀样的了，那从上述的例子我们确实能够观察到 ‘\0’ 的作⽤和重要性的。

那当不在初始化的时候赋值，在使用的时候赋值会发生什么情况呢？

1.5.2、使用时赋值

有些时候，程序的逻辑要求我们必须逐个字符地为数组赋值，这个时候就很容易遗忘字符串结束标志'\0'。

下面的代码中，我们将 26 个大写英文字符存入字符数组，并以字符串的形式输出：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char str[30];
    char c;
    int i;
    for (c=65, i=0; c<=90; c++, i++) {
        str[i] = c;
    }
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

在 VScode 下的运行结果：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ口口口口i口口0 ?

详细解释：

printf() 输出字符串时，会从第 0 个元素开始往后检索，直到遇见'\0'才停止，然后把'\0'前面的字符全部输出，这就是 printf() 输出字符串的原理。

本例中我们使用 printf() 输出 str，按理说到了第 26 个元素就能检索到'\0'，就到达了字符串的末尾，然而事实却不是这样，由于我们并未对最后 4 个元素赋值，所以第 26 个元素不是'\0'，第 27 个也不是，第 28 个也不是……可能到了第 50 个元素才遇到'\0'，printf() 把这 50 个字符全部输出出来，就是上面的样子，多出来的字符毫无意义，甚至不能显示。

数组总共才 30 个元素，到了第 50 个元素不早就超出数组范围了吗？然而，数组后面依然有其它的数据，printf() 也会将这些数据作为字符串输出。

你看，不注意 ‘\0’ 的后果有多严重，不但不能正确处理字符串，甚至还会毁坏其它数据。

要想避免这些问题也很容易，在字符串的最后手动添加'\0'即可。类似之前的做法，在循环结束后添加'\0'，修改上面的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char str[30];
    char c;
    int i;
    for (c=65,i=0; c<=90; c++,i++) {
        str[i] = c;
    }
    str[i] = 0;  //此处为添加的代码，也可以写作 str[i] = '\0';
    printf("%s\n", str);
   
    return 0;
}

第 9 行为新添加的代码，它让字符串能够正常结束。根据 ASCII 码表，字符'\0'的编码值就是 0。但是，这样的写法貌似有点业余，或者说不够简洁，更加专业的做法是将数组的所有元素都初始化为“零”值，这样才能够从根本上避免问题。

再次修改上面的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    char str[30] = {0};  //将所有元素都初始化为 0，或者说 '\0'
    char c;
    int i;
    for (c=65,i=0; c<=90; c++,i++) {
        str[i] = c;
    }
    printf("%s\n", str);
   
    return 0;
}

1.6、注意

这里还需要留意一个坑，字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义完了，就只能一个字符一个字符地赋值。

请看下面的例子：

char str[7];
str = "abc123";  //错误
//正确
str[0] = 'a'; str[1] = 'b'; str[2] = 'c';
str[3] = '1'; str[4] = '2'; str[5] = '3';

2、判断数组中是否包含某个元素

在实际开发中，经常需要查询数组中的元素。

不幸的是，C 语言标准库没有提供与数组查询相关的函数，所以我们只能自己编写代码。

2.1、对无序数组的查询

所谓无序数组，就是数组元素的排列没有规律。无序数组元素查询的思路也很简单，就是用循环遍历数组中的每个元素，把要查询的值挨个比较一遍。

请看下面的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int nums[10] = {1, 10, 6, 296, 177, 23, 0, 100, 34, 999};
    int i, num, thisindex = -1;
   
    printf("Input an integer: ");
    scanf("%d", &num);
    for (i=0; i<10; i++) {
        if (nums[i] == num) {
            thisindex = i;
            break;
        }
    }
    if (thisindex < 0) {
        printf("%d isn't  in the array.\n", num);
    } else {
        printf("%d is  in the array, it's index is %d.\n", num, thisindex);
    }

    return 0;
}

运行结果：

Input an integer: 100↙
100 is  in the array, it's index is 7.
或者
Input an integer: 28↙
28 isn't  in the array.

详细解释：

这段代码的作用是让用户输入一个数字，判断该数字是否在数组中，如果在，就打印出下标。

第 10~15 行代码是关键，它会遍历数组中的每个元素，和用户输入的数字进行比较，如果相等就获取它的下标并跳出循环。

注意：

数组下标的取值范围是非负数，当 thisindex >= 0 时，该数字在数组中，当 thisindex < 0 时，该数字不在数组中，所以在定义 thisindex 变量时，必须将其初始化为一个负数。

2.2、对有序数组的查询

查询无序数组需要遍历数组中的所有元素，而查询有序数组只需要遍历其中一部分元素。例如有一个长度为 10 的整型数组，它所包含的元素按照从小到大的顺序（升序）排列，假设比较到第 4 个元素时发现它的值大于输入的数字，那么剩下的 5 个元素就没必要再比较了，肯定也大于输入的数字，这样就减少了循环的次数，提高了执行效率。

请看下面的代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int nums[10] = {0, 1, 6, 10, 23, 34, 100, 177, 296, 999};
    int i, num, thisindex = -1;
   
    printf("Input an integer: ");
    scanf("%d", &num);
    for (i=0; i<10; i++) {
        if (nums[i] == num) {
            thisindex = i;
            break;
        } else if (nums[i] > num) {
            break;
        }
    }
    if (thisindex < 0) {
        printf("%d isn't  in the array.\n", num);
    } else {
        printf("%d is  in the array, it's index is %d.\n", num, thisindex);
    }
   
    return 0;
}

详细解释：

与前面的代码相比，这段代码的改动很小，只增加了一个判断语句，也就是 12~14 行。因为数组元素是升序排列的，所以当 nums[i] > num 时，i 后边的元素也都大于 num 了，num 肯定不在数组中了，就没有必要再继续比较了，终止循环即可。

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