詳解C語言字符串

1、定義字符串

C語言本身沒有string類型，通常使用char數組來表示字符串。常用的定義字符串的方式有：

char str1[] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'};
char str2[] = "China";
char* str3 = "China";

1. 與Java語言不同，C語言中數組的括號是在變量名的后面。第一條定義字符串的語句等價於Java語言中：char[] str1 = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'};

2. [] 中可以填入數字，表示char數組的長度。但是，中括號中的數字必須大於等於右邊字符串數組的長度。

   • char str1[5] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'}， char str1[6] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'}， ... ， char str1[100] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'} 都是合法的。
   • char str2[6] = "China";， char str2[7] = "China";， ... ，char str2[100] = "China"; 都是合法的。
   • char str2[5] = "China";，如果 str2 括號內填寫的數字小於 6 就會編譯出錯，出現數組界限溢出錯誤。

2、計算char數組的長度

在Java中，數組是看作對象類型的，數組有通用的屬性 length，比如 str1.length 可以獲取數組的長度。但是 C 語言可沒有這么“友善”，想獲取char數組的長度：

char str1[] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'};
int len = sizeof(str1) / sizeof(char);  // 這句話計算字符串數組的長度
printf("%d", len);

1. sizeof 是C語言中保留關鍵字，用來計算數據類型的“寬度”。用 sizeof 可以獲得數據類型或變量在內存中所占的字節數。同樣，用 sizeof 也可以獲得整個數組在內存中所占的字節數。

2. 因為數組中每個元素的類型都是一樣的，在內存中所占的字節數都是相同的，所以 總的字節數 除以 一個元素所占的字節數 就是數組的長度。

3. sizeof(char) 表示數據類型 char 在內存中所占的字節數，在C語言中，char占一個字節，所以 sizeof(char) == 1。

4. 我這里說的字符串數組的長度，說到底還是數組的長度。

3、字符串必須以\0結尾。如果不是，就會出現亂碼

char str1[] = { 'C', 'h', 'i', 'n', 'a' };
printf("%s\n", str1);

1. 上面這段代碼在 Windows 上，用 Microsoft Visual Studio 運行時，會輸出亂碼。如圖所示：

2. C語言是一直讀取到字節0作為字符串的結尾。Java則可以根據數組長度屬性length，來讀取指定長度的字符串。
   

3. 所以，正確的定義方式應該是 char str1[] = { 'C', 'h', 'i', 'n', 'a', '\0'};，此時字符串數組的長度是 6。 char str1[] = { 'C', 'h', 'i', 'n', 'a', 0 }; 這樣定義也是可以的，但是更推薦前一種。

4、定義一個空的字符串數組

char str0[100] = {0}; // 用這條語句定義一個空的字符串數組
int len0 = sizeof(str0) / sizeof(char); 
printf("%d", len0); // 數組長度為100

1. 第一條語句就等同於Java中的char[] str0 = new char[100];

2. 第一句語句也可以寫成 char str0[100] = {};，這樣寫也是正確的。但是，char str0[] = {} 這樣寫不行，空初始值設定項對於未指定綁定的數組無效！

5、計算字符串的長度 strlen

與字符串數組的長度不同，字符串的長度是不把字節0算進去的。strlen 函數可以返回字符串的長度：

size_t strlen(const char* str);

然后來看幾個實驗：

char str1[] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a'};
char str2[] = "China";
char* str3 = "China";
char str4[] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a', '\0'};
printf("%d\n", strlen(str1)); // 輸出結果為19
printf("%d\n", strlen(str2)); // 輸出結果為5
printf("%d\n", strlen(str3)); // 輸出結果為5
printf("%d\n", strlen(str4)); // 輸出結果為5

1. 其中，str1 所表示的字符串因為沒有以 '\0' 結尾，所以，strlen 把內存中一直到 \0 結尾的字節都看作字符串的內容，所以長度為 19。
   

6、字符串常量不可修改

我們先來看一段程序：

char str0[] = {'c', 'h', 'i', 'n', 'a', '\0'};
char str1[] = "china"; // 在棧上，因為重載了=操作符
char* str2 = "china"; // china\0在常量區，str1在棧上

str0[0] = 'C';
str1[0] = 'C';
//str2[0] = 'C';
//*str2 = 'C';

printf("%s\n", str0);
printf("%s\n", str1);
printf("%s\n", str2);

1. 運行結果是，str0[0] = 'C' 和 str1[0] = 'C' 這兩句可以正常運行。但是 str2[0] = 'C' 和 *str2 = 'C' 會報錯。
   

2. char str1[] = "china" 和 char* str2 = "china" 字符串存放的內存區域不同：前者存放在棧中，可以修改；后者存放在常量區，不可修改。

3. 0xC0000005：安全點就是通過這個技術暫停所有線程的。

7、拷貝字符串strcpy

C語言 strcpy() 函數用於對字符串進行復制（拷貝）。

頭文件：string.h

語法/原型：

char* strcpy(char* strDestination, const char* strSource);

參數說明：

• strDestination：目的字符串。
• strSource：源字符串。

strcpy() 會把 strSource 指向的字符串復制到 strDestination。

必須保證 strDestination 足夠大，能夠容納下 strSource，否則會導致溢出錯誤。

返回值：目的字符串，也即 strDestination。

示例:

#include <string.h>

int main() {
  char dest[] = {0};
  char src[] = "Hello, Han Meimei!";

  strcpy(dest, src);

  printf("%s", dest);
  return 0;
}

8、連接字符串strcat

頭文件：string.h
語法：

char* strcat(char* strDestination, const char* strSource);

參數說明：

• strDestination：目的字符串；
• strSource：源字符串。

strcat() 函數把 strSource 所指向的字符串追加到 strDestination 所指向的字符串的結尾，所以必須要保證 strDestination 有足夠的內存空間來容納兩個字符串，否則會導致溢出錯誤。

注意：strDestination 末尾的\0會被覆蓋，strSource 末尾的\0會一起被復制過去，最終的字符串只有一個\0。

返回值：指向 strDestination 的指針。

#include <string.h>

int main() {
  char dest[] = "Hello";
  char src[] = " World!";

  strcat(dest, src);

  printf("%s", dest);
  return 0;
}

8、比較字符串strcmp

C語言 strcmp() 函數用於對兩個字符串的內容進行比較（區分大小寫）。

頭文件：string.h

語法/原型：

int strcmp(const char* stri1，const char* str2);

• 參數 str1 和 str2 是參與比較的兩個字符串。

strcmp() 會根據 ASCII 編碼依次比較 str1 和 str2 的每一個字符，直到出現不到的字符，或者到達字符串末尾（遇見\0）。

返回值：

• 如果返回值 < 0，則表示 str1 小於 str2。
• 如果返回值 > 0，則表示 str2 小於 str1。
• 如果返回值 = 0，則表示 str1 等於 str2。

示例：

#include <string.h>

int main() {
  char str1[] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a', '\0'};
  char* str2 = "China";

  int result = strcmp(str1, str2);
  printf("%d", result); // 輸出結果為0
  return 0;
}

9、字符查找函數strchr

C語言 strchr() 函數用於查找給定字符串中某一個特定字符。

頭文件：string.h

語法/原型：

char* strchr(const char* str, int c);

參數說明：

• str：被查找的字符串。
• c：要查找的字符。

strchr() 函數會依次檢索字符串 str 中的每一個字符，直到遇見字符 c，或者到達字符串末尾（遇見\0）。

返回值：返回在字符串 str 中第一次出現字符 c 的位置，如果未找到該字符 c 則返回 NULL。

示例：

#include <string.h>

int main() {
  char str1[] = {'C', 'h', 'i', 'n', 'a', '\0'};
  printf("%p\n", str1);

  char* p1 = strchr(str1, 'b');
  printf("%p\n", p1); // 輸出結果為0，str1中不包含字符b

  char* p2 = strchr(str1, 'h');
  printf("%p\n", p2); // 輸出結果比 str1 的內存地址多一個字節
  return 0;
}

運行結果如下圖所示：

10、查找子字符串strstr

C語言 strstr() 函數在字符串中查找子字符串。

語法/原型

char *strstr(const char *haystack, const char *needle)

參數說明：

• haystack -- 要被檢索的 C 字符串。
• needle -- 在 haystack 字符串內要搜索的小字符串。

返回值
該函數返回在 haystack 中第一次出現 needle 字符串的位置，如果未找到則返回 null。

示例：

char haystack[20] = "RUNOOB";
char needle[10] = "NOOB";
 
char *ret = strstr(haystack, needle);
 
printf("子字符串是： %s\n", ret);
   
return 0;

運行結果：

參考文檔

1. Go to 《數組的長度，C語言獲取數組長度詳解》