C语言教程（十六）： C 语言字符串详解

一、字符串的表示

        在C语言中，字符串是由一系列字符组成，并且以空字符 `'\0'` 作为结束标志。字符串通常用字符数组来表示。例如：

char str[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};也可以使用字符串字面量来初始化字符数组：char str[] = "Hello";编译器会自动在字符串字面量的末尾添加 `'\0'`。

二、字符串的初始化

   2.1 字符数组初始化

        可以在定义字符数组时进行初始化，如上面的例子所示。还可以指定数组的大小：char str[10] = "Hello";若指定的数组大小小于字符串字面量的长度（包含 `'\0'`），会导致编译错误。

  2.2 指针初始化

        除了使用字符数组，还可以用指针指向字符串字面量：const char *str = "Hello";这里的 `str` 是一个指向字符串常量的指针。要注意，字符串常量存储在只读内存区域，不能修改其内容。

三、字符串操作函数

        C语言标准库提供了许多用于操作字符串的函数，这些函数定义在 `<string.h>` 头文件中。

  3.1 `strlen` 函数

        `strlen` 函数用于计算字符串的长度，不包含结束符 `'\0'`。示例如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str[] = "Hello";size_t len = strlen(str);printf("字符串长度: %zu\n", len);return 0;
}

  3.2 `strcpy` 函数

        `strcpy` 函数用于将一个字符串复制到另一个字符数组中。示例如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char src[] = "Hello";char dest[10];strcpy(dest, src);printf("复制后的字符串: %s\n", dest);return 0;
}

        要注意，目标数组的大小必须足够大，以容纳源字符串（包含 `'\0'`），否则会导致缓冲区溢出。

3.3 `strcat` 函数

        `strcat` 函数用于将一个字符串追加到另一个字符串的末尾。示例如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str1[20] = "Hello";char str2[] = " World";strcat(str1, str2);printf("拼接后的字符串: %s\n", str1);return 0;
}

  3.4 `strcmp` 函数

        `strcmp` 函数用于比较两个字符串。如果两个字符串相等，返回 0；如果第一个字符串小于第二个字符串，返回一个负数；如果第一个字符串大于第二个字符串，返回一个正数。示例如下

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str1[] = "Hello";char str2[] = "Hello";int result = strcmp(str1, str2);if (result == 0) {printf("两个字符串相等\n");} else {printf("两个字符串不相等\n");}return 0;
}

四、字符串的输入输出

   4.1 输出

        使用 `printf` 函数输出字符串，格式控制符为 `%s`。示例如下：

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

   4.2 输入

        `scanf` 函数：使用 `scanf` 函数输入字符串，格式控制符为 `%s`。但 `scanf` 遇到空格会停止读取。示例如下：

#include <stdio.h>int main() {char str[100];scanf("%s", str);printf("你输入的字符串是: %s\n", str);return 0;
}

        `fgets` 函数：`fgets` 函数可以读取包含空格的字符串，它会读取一行输入，直到遇到换行符或达到指定的最大长度。示例如下：

#include <stdio.h>int main() {char str[100];fgets(str, sizeof(str), stdin);printf("你输入的字符串是: %s\n", str);return 0;
}

五、注意事项

  5.1 缓冲区溢出

        在使用 `strcpy`、`strcat` 等函数时，要确保目标数组有足够的空间来存储字符串，否则会导致缓冲区溢出，可能引发安全问题。

  5.2 字符串常量

        使用指针指向字符串常量时，不能修改字符串的内容，因为字符串常量存储在只读内存区域。如果需要修改字符串，应该使用字符数组。

  5.3 字符串结束符

        处理字符串时，要确保字符串以 `'\0'` 结尾，否则在使用字符串操作函数时可能会出现未定义行为。