C语言进阶剖析 30 C语言中的字符串

字符串的概念

• 字符串是有序字符的集合
• 字符串是程序中的基本元素之一
• C 语言中没有字符串的概念
      ○ C 语言中通过特殊的字符数组模拟字符串
      ○ C 语言中的字符串是以 ‘\0’ 结尾的字符数组

字符串与字符数组

• 在 C 语言中，双引号引用的单个或多个字符是一种特殊的字面量-字符串字面量
      ○ 存储在程序的全局只读存储区
      ○ 本质为字符数组，编译器自动在结尾加上 ‘\0’ 字符

■ 下面哪些是字符串的定义

char ca[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};         // 字符数组
char sa[] = {'W', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};   // 字符串
char ss[] = "Hello word!";                     // 字符串，字符串字面量初始化字符数组
char* str = "Hello word!";                     // 字符串

实例分析： 字符数组与字符串

#include <stdio.h>

int main()
{
    char ca[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'}; 
    char sa[] = {'W', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
    char ss[] = "Hello word!";
    char* str = "Hello word!";
    
    printf("%s\n", ca);
    printf("%s\n", sa);
    printf("%s\n", ss);
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

输出：
Hello��Hello word!
World
Hello word!
Hello word!

• 你知道吗？
      ○ 字符串字面量的本质是一个数组
• 字符串字面量可以看作常量指针
• 字符串字面量中的字符不可改变
• 字符串字面量至少包含一个字符(’\0’,空字符串)

---

字符串字面量

• “Hello word!” 是一个"无名的字符数组"

■ 下面的表达式正确吗？

char b = "abc"[0];
char c = *("123" + 1);
char t = *"";

实例分析： 字符串字面量的本质

#include <stdio.h>

int main()
{
    char b = "abc"[0];
    char c = *("123" + 1);
    char t = *"";
    
    printf("%c\n", b);
    printf("%c\n", c);
    printf("%d\n", t);
    
    printf("%s\n", "Hello");
    printf("%p\n", "word");
    
    printf("----\n");
    
    printf("\"abc\" = %p\n", "abc");
    printf("&\"abc\" = %p\n", &"abc");
    printf("\"abc\" + 1 = %p\n", "abc" + 1);   // 注意打印输出
    printf("&\"abc\" + 1 = %p\n", &"abc" + 1); // 注意打印输出

    return 0;
}

输出：
a
2
0
Hello
0x80485b6

----
"abc" = 0x80485cc
&"abc" = 0x80485cc
"abc" + 1 = 0x80485cd
&"abc" + 1 = 0x80485d0

分析：

• 字符串的本质为字符数组，当定义一个字符串时，返回字符串首元素的地址，而不是字符串地址。

"abc" = 0x80485cc
&"abc" = 0x80485cc
"abc" + 1 = 0x80485cd
&"abc" + 1 = 0x80485d0

0x80485cd - 0x80485cc = 1 byte
0x80485d0 - 0x80485cc = 4 byte (3 + 1('\0'))

字符串的长度

• 字符串的长度就是字符串所包含的字符个数
• 字符串长度指的是第一个 ‘\0’ 字符前出现的字符个数
• 通过 ‘\0’ 结束符来确定字符串的长度
• 函数 strlen 用于返回字符串的长度

char s[] = "Hello";

printf("%d\n", strlen(s));
printf("%d\n", strlen("123"));

编程实验： strlen 的使用

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

int main()
{
    char s[] = "Hello\0world";
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<sizeof(s)/sizeof(char); i++)
    {
        printf("%c\n", s[i]);
    }
    
    printf("%s\n", s);
    
    printf("%d\n", strlen(s));
    printf("%d\n", strlen("123"));

    return 0;
}

输出：
H
e
l
l
o

w
o
r
l
d

Hello
5
3

---

小结

• C 语言中通过字符数组模拟字符串
• C 语言中的字符串使用 ‘\0’ 作为结束符
• 字符串字面量的本质为字符数组
• 字符串相关函数都依赖于结束符 '\0’