C語言探索之旅 | 第二部分第四課:字符串

作者 謝恩銘,公眾號「程序員聯(lián)盟」(微信號:coderhub)。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
原文:http://www.lxweimin.com/p/2be7006765ec

《C語言探索之旅》全系列

內(nèi)容簡介


  1. 前言
  2. 字符類型
  3. 顯示字符
  4. 字符串其實就是字符的數(shù)組
  5. 字符串的創(chuàng)建和初始化
  6. 從 scanf 函數(shù)取得一個字符串
  7. 操縱字符串的一些常用函數(shù)
  8. 總結(jié)
  9. 第二部分第五課預告

1. 前言


上一課 C語言探索之旅 | 第二部分第三課:數(shù)組 ,我們結(jié)束了關(guān)于數(shù)組的旅程。

好了,這課我不說“廢話”,直接進入主題(但又好像不是我的風格...)。這一課我們還是會涉及一些指針和數(shù)組的知識。

字符串,這是一個編程的術(shù)語,用來描述“一段文字”。

一個字符串,就是我們可以在內(nèi)存中以變量的形式儲存的“一段文字”。

比如,用戶名是一個字符串,“程序員聯(lián)盟”是一個字符串。

但是我們之前的課說過,呆萌的電腦兄只認得數(shù)字,“眾里尋他千百度,電腦卻只認得數(shù)。”

所以實際上,電腦是不認得字母的,但是“古靈精怪”的計算機先驅(qū)們是如何使電腦可以“識別”字母呢?

接下來我們會看到,他們還是很聰明的。

2. 字符類型


在這個小部分,我們把注意力先集中在字符類型上。

如果你還記得,之前的課程中我們說過:char(有符號字符類型)是用來儲存范圍從 -128 到 127 的數(shù)的;unsigned char(無符號字符類型)用來儲存范圍從 0 到 255 的數(shù)。

注意: 雖然 char 類型可以用來儲存數(shù)值,但是在 C語言中卻鮮少用 char 來儲存一個數(shù)。
通常,即使我們要表示的數(shù)比較小,我們也會用 int 類型來儲存。
當然了,用 int 來儲存比用 char 來儲存在內(nèi)存上更占空間。但是今天的電腦基本上是不缺那點內(nèi)存的,“有內(nèi)存任性嘛”。

char 類型一般用來儲存一個字符,注意,是 一個 字符。

前面的課程也提到了,因為電腦只認得數(shù)字,所以計算機先驅(qū)們建立了一個表格(比較常見的有 ASCII 表, 更完整一些的有 Unicode 表),用來約定字符和數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,例如大寫字母 A 對應的數(shù)字是 65。

C語言可以很容易地轉(zhuǎn)換字符和其對應的數(shù)值。為了獲取到某個字符對應的數(shù)值(電腦底層其實都是數(shù)值),只需要把該字符用單引號括起來,像這樣:

'A'

在編譯的時候,'A' 會被替換成實際的數(shù)值 65。

我們來測試一下:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char letter = 'A';

    printf("%d\n", letter);

    return 0;
}

程序輸出:

65

所以,我們可以確信大寫字母 A 的對應數(shù)值是 65。類似地,大寫字母 B 對應 66, C 對應 67, 以此類推。

如果我們測試小寫字母,那你會看到 a 和 A 的數(shù)值是不一樣的,小寫字母 a 的數(shù)值是 97。

實際上,在大寫字母和小寫字母之間有一個很簡單的轉(zhuǎn)換公式,就是

小寫字母的數(shù)值 = 大寫字母的數(shù)值 + 32

所以電腦是區(qū)分大小寫的,看似呆萌的電腦兄還是可以的么。

大部分所謂“基礎”的字符都被編碼成 0 到 127 之間的數(shù)值了。在 ASCII 表(發(fā)音 [aski])的官網(wǎng) http://www.asciitable.com 上,我們可以看到大部分常用的字符的對應數(shù)值。

當然這個表我們也可以在其他網(wǎng)站上找到,比如維基百科,百度百科,等等。

3. 顯示字符


要顯示一個字符,最常用的還是 printf 函數(shù)啦。這個函數(shù)真的很強大,我們會經(jīng)常用到。

上面的例子中,我們用 %d 格式,所以顯示的是字符對應的數(shù)值(%d 是整型)。如果要顯示字符實際的樣子,需要用到 %c 格式(c 是英語 character 的首字母,表示“字符”):

int main(int argc, char *argv[])
{
    char letter = 'A';

    printf("%c\n", letter);

    return 0;
}

程序輸出:

A

當然我們也可以用常見的 scanf 函數(shù)來請求用戶輸入一個字符,而后用 printf 函數(shù)打印:

int main(int argc, char *argv[])
{
    char letter = 0;

    scanf("%c", &letter);

    printf("%c\n", letter);

    return 0;
}

如果我輸入 C,那我將看到:

C
C

第一個字母 C 是我輸入給 scanf 函數(shù)的,第二個 C 是 printf 函數(shù)打印的。

以上就是對于字符類型 char 我們大致需要知道的,請牢記以下幾點:

  • signed char(有符號字符類型)用來儲存范圍從 -128 到 127 的數(shù)。
  • unsigned char(無符號字符類型)用來儲存范圍從 0 到 255 的數(shù)。
  • C語言中,如果你沒寫 signed 或 unsigned 關(guān)鍵字,默認情況下是 signed(有符號)。
  • 計算機先驅(qū)們給電腦規(guī)定了一個表,電腦可以遵照里面的轉(zhuǎn)換原則來轉(zhuǎn)換字符和數(shù)值,一般這個表是 ASCII 表。
  • char 類型只能儲存一個字符。
  • 'A' 在編譯時會被替換成實際的數(shù)值:65 。因此,我們使用單引號來獲得一個字符的值。

4. 字符串其實就是字符的數(shù)組


這一部分的內(nèi)容,就如這個小標題所言。

事實上:一個字符串就是一個“字符的數(shù)組”,僅此而已。

到這里,你是否對字符串有了更直觀的理解呢?

如果我們創(chuàng)建一個字符數(shù)組:

char string[5];

然后我們在數(shù)組的第一個成員上儲存 'H',就是 string[0] = 'H',第二個成員上儲存 'E'(string[1] = 'H'),第三個成員上儲存 'L'(string[2] = 'L'),第四個成員儲存 'L'(string[3] = 'L'),第五個成員儲存 'O'(string[4] = 'O'),那么我們就構(gòu)造了一個字符串。

下圖對于字符串在內(nèi)存中是怎么存儲的,可以給出一個比較直觀的印象(注意: 實際的情況比這個圖演示的要略微復雜一些,待會兒會解釋):

上圖中,我們可以看到一個數(shù)組,擁有 5 個成員,在內(nèi)存上連續(xù)存放,構(gòu)成一個字符串 "HELLO"(表示“喂,你好”)。

對于每一個儲存在內(nèi)存地址上的字符,我們用了單引號把它括起來,是為了突出實際上儲存的是數(shù)值,而不是字符。在內(nèi)存上,儲存的就是此字符對應的數(shù)值。

實際上,一個字符串可不是就這樣結(jié)束了,上面的圖示其實不完整。

一個字符串必須在最后包含一個特殊的字符,稱為“字符串結(jié)束符”,它是 '\0',對應的數(shù)值是 0。

“為什么要在字符串結(jié)尾加這么一個多余的字符呢?”

問得好!

那是為了讓電腦知道一個字符串到哪里結(jié)束。

'\0' 用于告訴電腦:“停止,字符串到此結(jié)束了,不要再讀取了,先退下吧”。

因此,為了在內(nèi)存中存儲字符串 "HELLO"(5 個字符),用 5 個成員的字符數(shù)組是不夠的,需要 6 個!

因此每次創(chuàng)建字符串時,需要記得在字符數(shù)組的結(jié)尾留一個字符給 '\0'。

忘記字符串結(jié)束符是 C語言中一個常見的錯誤。

因此,下面才是正確展示我們的字符串 "HELLO" 在內(nèi)存中實際存放情況的示意圖:

如上圖所見,這個字符串包含 6 個字符,而不是 5 個。

也多虧了這個字符串結(jié)束符 '\0',我們就無需記得字符串的長度了,因為它會告訴電腦字符串在哪里結(jié)束。

因此,我們就可以將我們的字符數(shù)組作為參數(shù)傳遞給函數(shù),而不需要傳遞字符數(shù)組的大小了。

這個好處只針對字符數(shù)組,你可以在傳遞給函數(shù)時將其寫為 char * 或者 char[] 類型。

對于其他類型的數(shù)組,我們總是要在某處記錄下它的長度。

5. 字符串的創(chuàng)建和初始化


如果我們想要用 "Hello" 來初始化字符數(shù)組 string,我們可以用以下的方式來實現(xiàn)。當然,有點沒效率:

char string[6];  // 六個 char 構(gòu)成的數(shù)組,為了儲存:H-e-l-l-o + \0

string[0] = 'H';
string[1] = 'e';
string[2] = 'l';
string[3] = 'l';
string[4] = 'o';
string[5] = '\0';

雖然是笨辦法,但至少行得通。

我們用 printf 函數(shù)來測試一下。

要使 printf 函數(shù)能顯示字符串,我們需要用到 %s 這個符號(s 就是英語 string 的首字母,表示“字符串”):

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{

    char string[6];  // 六個 char 構(gòu)成的數(shù)組,為了儲存:H-e-l-l-o + \0

    string[0] = 'H';
    string[1] = 'e';
    string[2] = 'l';
    string[3] = 'l';
    string[4] = 'o';
    string[5] = '\0';

    // 顯示字符串內(nèi)容
    printf("%s\n", string);

    return 0;
}

程序輸出:

Hello

如果我們的字符串內(nèi)容多起來,上面的方法就更顯拙劣了。其實啊,初始化字符串還有更簡單的一種方式(讀者:“你好‘奸詐’,不早講,害我寫代碼這么辛苦...”):

int main(int argc, char *argv[])
{
    char string[] = "Hello";  // 字符數(shù)組的長度會被自動計算

    printf("%s\n", string);

    return 0;
}

以上程序的第一行,我們寫了一個char [] 類型的變量,其實也可以寫成 char * ,同樣是可以運行的:

char *string = "Hello";

這種方法就比之前一個字符一個字符初始化的方法高大上多了,因為只需要在雙引號里輸入你想要創(chuàng)建的字符串,C語言的編譯器就很智能地為你計算好字符串的大小。

編譯器計算你輸入的字符的數(shù)目,然后再加上一個 '\0' 的長度(是 1),就把你的字符串里的字符一個接一個寫到內(nèi)存某個地方,在最后加上 '\0' 這個字符串結(jié)束符,就像我們剛才用第一種方式自己一步步做的。

但是簡便也有缺陷。我們會發(fā)現(xiàn),對于字符數(shù)組來說,這種方法只能用于初始化,你在之后的程序中就不能再用這種方式來給整個數(shù)組賦值了,比如你不能這樣:

char string[] = "Hello";
string = "nihao";   // --> 出錯!

只能一個字符一個字符地改,例如:

string[0] = 'j';   // --> 可以!

但是問題又來了,對于用 char * 來聲明的字符串,我們可以在之后整個重新賦值,但是不可以單獨修改某個字符:

char *string = "Hello";
string = "nihao";   // --> 可以!

這樣是可以的。但是如果修改其中的一個字符,就不可以:

string[1] = 'a'; // --> 出錯!

很有意思吧。大家可以親自動手試試。所以這里就引出了一個話題:

指針和數(shù)組根本就是兩碼事!

為什么會出現(xiàn)上述的情況呢?(請注意:下面的這塊內(nèi)容比較難,如果看不懂,也可以暫時跳過。不過建議測試一下給出的代碼)。

那是因為:

char stringArray[] = "Hello";

這樣聲明的是一個字符數(shù)組,里面的字符串是儲存在內(nèi)存的變量區(qū),是在棧上,所以可以修改每個字符的內(nèi)容,但是不可以通過數(shù)組名整體修改:

stringArray = "nihao";  // --> 出錯!

只能一個個單獨改:

stringArray[0] = 'a';  // --> 可以!

因為之前的課程里說過,stringArray 這個數(shù)組的名字表示的是數(shù)組首元素的首地址。

char *stringPointer = "Hello";

這樣聲明的是一個指針,stringPointer 是指針的名字。指針變量在 32 位系統(tǒng)下,永遠占 4 個 byte(字節(jié));在 64 位系統(tǒng)下,永遠占 8 個 byte(字節(jié))。其值為某一個內(nèi)存的地址。

所以 stringPointer 里面只是存放了一個地址,這個地址上存放的字符串是常量字符串。這個常量字符串存放在內(nèi)存的靜態(tài)區(qū),不可以更改。

和上面的字符數(shù)組情況不一樣,上面的字符數(shù)組是本身存放了那一整個字符串。

stringPointer[0] = 'a';  // --> 出錯!

但是可以改變 stringPointer 指針的指向:

stringPointer = "nihao";  // --> 可以?。ㄒ驗榭梢孕薷闹羔樦赶蚰睦铮?

大家可以自己測試一下:

char *n1 = "it";
char *n2 = "it";

printf("%p\n%p\n", n1, n2);  //用 %p 查看地址

會發(fā)現(xiàn)二者的結(jié)果是一樣的,指向同一個地址!

再進一步測試(生命在于折騰...):

char *n1 = "it";
char *n2 = "it";
 
printf("%p\n%p\n", n1, n2);
 
n1 = "haha";
 
printf("%p\n%p\n", n1, n2);

你會發(fā)現(xiàn)以上程序,指針 n2 所指向的地址一直沒變,而 n1 在經(jīng)過

n1 = "haha";

之后,它所指向的地址就改變了。

經(jīng)過上面地分析,可能很多朋友還是有點暈,特別是可能不太清楚內(nèi)存各個區(qū)域的區(qū)別。

如果有興趣深入探究,既可以自己去看相關(guān)的 C語言書籍。也可以參考下表和一些解釋,如果暫時不想把自己搞得更暈,可以跳過,以后講到相關(guān)內(nèi)容時自然更好理解。

名稱 內(nèi)容
代碼段 可執(zhí)行代碼、字符串常量
數(shù)據(jù)段 已初始化全局變量、已初始化全局靜態(tài)變量、局部靜態(tài)變量、常量數(shù)據(jù)
BSS 段 未初始化全局變量,未初始化全局靜態(tài)變量
局部變量、函數(shù)參數(shù)
動態(tài)內(nèi)存分配

一般情況下,一個可執(zhí)行二進制程序(更確切的說,在 Linux 操作系統(tǒng)下為一個進程單元)在存儲(沒有調(diào)入到內(nèi)存運行)時擁有 3 個部分,分別是代碼段、數(shù)據(jù)段和 BSS 段。

這 3 個部分一起組成了該可執(zhí)行程序的文件。

(1) 代碼段(code segment / text segment):存放 CPU 執(zhí)行的機器指令。通常代碼段是可共享的,這使得需要頻繁被執(zhí)行的程序只需要在內(nèi)存中擁有一份拷貝即可。代碼段也通常是只讀的,這樣可以防止其他程序意外地修改其指令。另外,代碼段還規(guī)劃了局部數(shù)據(jù)所申請的內(nèi)存空間信息。
代碼段通常是指用來存放程序執(zhí)行代碼的一塊內(nèi)存區(qū)域。這部分區(qū)域的大小在程序運行前就已經(jīng)確定,并且內(nèi)存區(qū)域通常屬于只讀,某些架構(gòu)也允許代碼段為可寫,即允許修改程序。在代碼段中,也有可能包含一些只讀的常數(shù)變量,例如字符串常量等。

(2) 數(shù)據(jù)段(data segment):或稱全局初始化數(shù)據(jù)段/靜態(tài)數(shù)據(jù)段(initialized data segment / data segment)。該段包含了在程序中明確被初始化的全局變量、靜態(tài)變量(包括全局靜態(tài)變量和局部靜態(tài)變量)和常量數(shù)據(jù)。

(3) 未初始化數(shù)據(jù)段:也稱 BSS(Block Started by Symbol)。該段存入的是全局未初始化變量、靜態(tài)未初始化變量。

而當程序被加載到內(nèi)存單元時,則需要另外兩個域:棧和堆。

(4) 棧(stack):存放函數(shù)的參數(shù)值、局部變量的值,以及在進行任務切換時存放當前任務的上下文內(nèi)容。

(5) 堆(heap):用于動態(tài)內(nèi)存分配(之后的課程馬上會講到),就是使用 malloc / free 系列函數(shù)來管理的內(nèi)存空間。

在將應用程序加載到內(nèi)存空間執(zhí)行時,操作系統(tǒng)負責代碼段、數(shù)據(jù)段和 BSS 段的加載,并將在內(nèi)存中為這些段分配空間。

棧也由操作系統(tǒng)分配和管理,而不需要程序員顯式地管理;堆由程序員自己管理,即顯式地申請和釋放空間。

很多 C語言的初學者搞不懂指針和數(shù)組到底有什么樣的關(guān)系。

現(xiàn)在就告訴大家:指針和數(shù)組之間沒有任何關(guān)系!它們是“清白”的...

  • 指針就是指針:指針變量在 32 位系統(tǒng)下,永遠占 4 個 byte(字節(jié));在 64 位系統(tǒng)下,永遠占 8 個 byte(字節(jié))。其值為某一個內(nèi)存的地址。指針可以指向任何地方,但不是任何地方你都能通過這個指針變量訪問到。

  • 數(shù)組就是數(shù)組:其大小與元素的類型和個數(shù)有關(guān)。定義數(shù)組時必須指定其元素的類型和個數(shù)。數(shù)組可以存任何類型的數(shù)據(jù),但不能存函數(shù)。

推薦大家去看《C語言深度解剖》這本只有 100 多頁的 PDF,是國人寫的,里面對于指針和數(shù)組分析得很全面。

不禁感嘆,C語言果然是博(xiang)大(dang)精(ke)深(pa)。

6. 從 scanf 函數(shù)取得一個字符串


我們可以用 scanf 函數(shù)獲取用戶輸入的一個字符串,也要用到 %s 符號。

但是有一個問題:就是你不能知道用戶究竟會輸入多少字符。

假如我們的程序是問用戶他的名字是什么。那么他可能回答 Tom,只有三個字符,或者 Bruce LI,就有 8 個字符了。

所以我們只能用一個足夠大的數(shù)組來存儲名字,例如 char[100]。你會說這樣太浪費內(nèi)存了,但是前面我們也說過了,目前的電腦一般不在乎這點內(nèi)存。

所以我們的程序會是這樣:

int main(int argc, char *argv[])
{
    char name[100];

    printf("請問您叫什么名字 ? ");

    scanf("%s", name);

    printf("您好, %s, 很高興認識您!\n", name);

    return 0;
}

運行程序:

請問您叫什么名字?Oscar
您好,Oscar,很高興認識您!

7. 操縱字符串的一些常用函數(shù)


字符串在 C語言里是很常用的。事實上,此刻你在電腦或手機屏幕上看到的這些單詞、句子等,都是在電腦內(nèi)存里的字符數(shù)組。

為了方便我們操縱字符串,C語言的設計者們在 string 這個標準庫中已經(jīng)寫好了很多函數(shù),可供我們使用。

當然在這以前,需要在你的 .c 源文件中引入這個頭文件:

#include <string.h>

下面我們就來介紹它們之中最常用的一些吧:

strlen:計算字符串的長度


strlen 函數(shù)返回一個字符串的長度(不包括 '\0')。

為什么名字是 strlen?其實很好記:

  • str 是 string(表示“字符串”)的前三個字母。
  • len 是 length(表示“長度”)的前三個字母。

因此,strlen 就是“字符串長度”。

函數(shù)原型是這樣:

size_t strlen(const char* string);

注意:size_t 是一個特殊的類型,它意味著函數(shù)返回一個對應大小的數(shù)目。
不是像 int,char,long,double 之類的基本類型,而是一個被“創(chuàng)造”出來的類型。
在接下來的課程中我們就會學到如何創(chuàng)建自己的變量類型。
暫時說來,我們先滿足于將 strlen 函數(shù)的返回值存到一個 int 變量里(電腦會把 size_t 自動轉(zhuǎn)換成 int)。當然,嚴格來說應該用 size_t 類型,但是我們這里暫時不深究了。

函數(shù)的參數(shù)是 const char * 類型,之前的課程中我們學過,const(只讀的變量)表明此類型的變量是不能被改變的,所以函數(shù) strlen 并不會改變它的參數(shù)的值。

寫個程序測試一下 strlen 函數(shù):

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char string[] = "Hello";
    int stringLength = 0;

    // 將字符串的長度儲存到 stringLength 中
    stringLength = strlen(string);

    printf("字符串 %s 中有 %d 個字符\n", string, stringLength);

    return 0;
}

程序運行,顯示:

字符串 Hello 中有 5 個字符

當然了,這個 strlen 函數(shù),其實我們自己也可以很容易地實現(xiàn)。只需要用一個循環(huán),從開始一直讀入字符串中的字符,計算數(shù)目,一直讀到 '\0' 字符結(jié)束循環(huán)。

我們就來實現(xiàn)我們自己的 strlen 函數(shù)好了:

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int stringLength(const char *string);

int main(int argc, char *argv[])
{
    char string[] = "Hello";
    int length = 0;

    length = stringLength(string);

    printf("字符串 %s 中有 %d 個字符\n", string, length);

    return 0;
}

int stringLength(const char *string)
{
    int charNumber = 0;
    char currentChar = 0;

    do
    {
        currentChar = string[charNumber];
        charNumber++;
    } while (currentChar != '\0');  // 我們做循環(huán),直到遇到 '\0',跳出循環(huán)

    charNumber--;  // 我們將 charNumber 減一,使其不包含 '\0' 的長度

    return charNumber;
}

程序輸出:

字符串 Hello 中有 5 個字符

strcpy:把一個字符串的內(nèi)容復制到另一個字符串里


為什么名字是 strcpy?其實很好記:

  • str 是 string 的前三個字母。
  • cpy 是 copy(表示“拷貝,復制”)的縮寫。

因此,strcpy 就是“字符串拷貝”。

函數(shù)原型:

char* strcpy(char* targetString, const char* stringToCopy);

這個函數(shù)有兩個參數(shù):

  • targetString:這是一個指向字符數(shù)組的指針,我們要復制字符串到這個字符數(shù)組里。

  • stringToCopy:這是一個指向要被復制的字符串的指針。

函數(shù)返回一個指向 targetString 的指針,通常我們不需要獲取這個返回值。

用以下程序測試此函數(shù):

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 我們創(chuàng)建了一個字符數(shù)組 string,里面包含了幾個字符。
    我們又創(chuàng)建了另一個字符數(shù)組 copy,包含 100 個字符,為了足夠容納拷貝過來的字符 */
    char string[] = "Hello", copy[100] = {0};

    strcpy(copy, string);  // 我們把 string 復制到 copy 中

    // 如果一切順利,copy 的值應該和 string 是一樣的
    printf("string 是 %s\n", string);
    printf("copy 是 %s\n", copy);

    return 0;
}

程序輸出:

string 是 Hello
copy 是 Hello

如果我們的 copy 數(shù)組的長度小于 6,那么程序會出錯,因為 string 的總長度是 6(最后有一個 '\0' 字符串結(jié)束符)。

strcpy 的原理圖解如下:

strcat:連接兩個字符串


為什么名字是 strcat?其實很好記:

  • str 是 string 的前三個字母。
  • cat 是 concatenate (表示“連結(jié),使連鎖”)的縮寫。

因此,strcat 就是“字符串連結(jié)”。

strcat 函數(shù)的作用是連接兩個字符串,就是把一個字符串接到另一個的結(jié)尾。

函數(shù)原型:

char* strcat(char* string1, const char* string2);

因為 string2 是 const 類型,所以我們就想到了,這個函數(shù)肯定是將 string2 的內(nèi)容接到 string1 的結(jié)尾,改變了 string1 所指向的字符指針,然后返回指向 string1 所指字符數(shù)組的指針。

略微有點拗口,但不難理解吧。

寫個程序測試一下:

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    /* 我們創(chuàng)建了兩個字符串,字符數(shù)組 string1 需要足夠長,因為我們要將 string2 的內(nèi)容接到其后 */
    char string1[100] = "Hello ", string2[] = "Oscar!";

    strcat(string1, string2);  // 將 string2 接到 string1 后面

    // 如果一切順利,那么 string1 的值應該會變?yōu)?"Hello Oscar!"
    printf("string1 是 %s\n", string1);

    // string2 沒有變
    printf("string2 始終是 %s\n", string2);

    return 0;
}

程序輸出:

string1 是 Hello Oscar!
string2 始終是 Oscar!

strcat 的原理如下:

當 strcat 函數(shù)將 string2 連接到 string1 的尾部時,它需要先刪去 string1 字符串最后的 '\0'。

strcmp:比較兩個字符串


為什么名字是 strcmp?其實很好記:

  • str 是string 的前三個字母。
  • cmp 是 compare(英語“比較”)的縮寫。

因此,strcmp 就是“字符串比較”。

函數(shù)原型:

int strcmp(const char* string1, const char* string2);

可以看到,strcmp 函數(shù)不能改變參數(shù) string1 和 string2,因為它們都是 const 類型。

這次,函數(shù)的返回值有用了。strcmp 返回:

  • 0:當兩個字符串相等時。
  • 非零的整數(shù)(負數(shù)或正數(shù)):當兩個字符串不等時。

用以下程序測試 strcmp 函數(shù):

#include <string.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char string1[] = "Text of test", string2[] = "Text of test";

    if (strcmp(string1, string2) == 0) // 如果兩個字符串相等
    {
        printf("兩個字符串相等\n");
    }
    else
    {
        printf("兩個字符串不相等\n");
    }

    return 0;
}

程序輸出:

兩個字符串相等

sprintf:向一個字符串寫入


當然,這個函數(shù)其實不是在 string.h 這個頭文件里,而是在 stdio.h 頭文件里。但是它也與字符串的操作有關(guān),所以我們也介紹一下,而且這個函數(shù)是很常用的。

看到 sprintf 函數(shù)的名字,大家是否想到了printf 函數(shù)呢?

printf 函數(shù)是向標準輸出(一般是屏幕)寫入東西,而 sprintf 是向一個字符串寫入東西。最前面的 s 就是英語 string 的首字母。

寫個程序測試一下此函數(shù):

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    char string[100];
    int age = 18;

    // 我們向 string 里寫入"你18歲了"
    sprintf(string, "你 %d 歲了", age);

    printf("%s\n", string);

    return 0;
}

程序輸出:

你 18 歲了

其他常用的還有一些函數(shù),如 strstr(在字符串中查找一個子串),strchr(在字符串里查找一個字符),等等,我們就不一一介紹了。

8. 總結(jié)


  1. 電腦不認識字符,它只認識數(shù)字(0 和 1)。為了解決這個問題,計算機先驅(qū)們用一個表格規(guī)定了字符與數(shù)值的對應關(guān)系,最常用的是 ASCII 表和 Unicode 表。

  2. 字符類型 char 用來存儲一個字符,且只能存儲一個字符。實際上存儲的是一個數(shù)值,但是電腦會在顯示時將其轉(zhuǎn)換成對應的字符。

  3. 為了創(chuàng)建一個詞或一句話,我們需要構(gòu)建一個字符串,我們用字符數(shù)組來實現(xiàn)。

  4. 所有的字符串都是以 '\0' 結(jié)尾,這個特殊的字符 '\0' 標志著字符串的結(jié)束。

  5. 在 string 這個 C語言標準庫中,有很多操縱字符串的函數(shù),只需要引入頭文件 string.h 即可。

9. 第二部分第五課預告

今天的課就到這里,一起加油咯。

下一課:C語言探索之旅 | 第二部分第五課:預處理


我是 謝恩銘,公眾號「程序員聯(lián)盟」(微信號:coderhub)運營者,慕課網(wǎng)精英講師 Oscar 老師,終生學習者。
熱愛生活,喜歡游泳,略懂烹飪。
人生格言:「向著標桿直跑」

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