第五章 字符串与指针

字符串基本

• 字符串有两种定义形式
  • 用字符数组来定义，如char string[]="Hello Wordl!"
  • 用指针指向字符串常量来定义char *string="Hello Wordl!"
• 不管是用上述那种方法，在字符串的最后都有\0以代表字符串结束。
• 计算字符串长度时是不包括\0字符的
• 注意NUL和NULL是不同的，NUL代表\0，NULL的定义是((void*)0)
• 不能使用sizeof对字符串求取长度
• 字符串字面量不是位于堆区域，也不是栈区域。对于字符串字面量来讲，是没有作用域概念的。
• 在GCC中，字符串字面量可以更改，除非将其限制为字符串常量

字符串的初始化

目前初始化字符串常用的方法有四种

• 第一种，初学者最常用的，使用字符数组初始化字符串。 char string[]="Hello World!" 每个数组元素保存的就是字符串的每个字符

注意，这里字符数组的长度是13，而字符串长度是12.不要忘了最后的\0

• 第二种，使用空数组配合strcpy函数将字符串字面量复制到数组

#include <string.h>
char string[13];
strcpy(string,"Hello World!");

注意，这里定义数组时不能定义成char string[],这样程序无法为数组分配内存

• 第三种，使用字符指针，在堆中动态分配字符串

#include <string.h>
char *header = (char *)malloc(strlen("Hello World!")+1);
// 或者char *header = (char *)malloc(13);
strcpy(string,"Hello World!");

这种是在堆中创建了字面量的副本

• 第四种，使用字符指针，直接指向字符串字面量 char *header="Hello World!" 这是最简单的方式，推荐

• 第五种，通过标准输入获取字符串

char *command;
printf("Enter a Command: ");
scanf("%s",command);

字符串的内存分布

字符串很有意思的地方就是，它可以以很多种内存形式存在。以下的代码和图片能清晰的概括出字符串的内存分布情况

为了更好地理解书中的图片，本人自己重新绘制了图片

代码

//全局变量，位于全局内存
#include<string.h>
char    *globalHeader = "HELLO WORLD!";
char    globalArray[] = "HELLO WORLD!";
void displayString()
{
    //静态变量，位于全局内存
    static char     *staticHeader = "HELLO WORLD!";
    static char     staticArray[] = "HELLO WORLD!";
    //局部变量，位于自动内存
    char    *localHeader          = "HELLO WORLD!";
    char    localArray[]          = "HELLO WORLD!";
    //动态变量，位于动态内存（堆）
    char *heapHeader              = (char *)malloc(strlen("HELLO WORLD!")+1);
    strcpy(heapHeader,""HELLO WORLD!"")
}

说明图

标准字符串操作函数

在C标准库中，定义了对字符串基本操作的函数，而且这些函数经常被使用。这里不再赘述每个函数的意义，函数原型很简单。有什么疑问可以查看标准手册。具体的内容将在代码中体现。

strcmp()

• memset()函数可以用来清空数组，第一个参数是指向数组的指针，第二个是打算使用的值，第三个参数是长度
• 比较字符不用包括\0
• 在代码

char cmd[20];
scanf("%s", cmd);
if (!strcmp(cmd, "Quit"))

中，不能使用if(cmd == "Quit")，这是在比较cmd的地址！

strcpy()

• 拼接函数的原型是char *strcat(char *, const char *)，此函数返回拼接后字符串的地址。
• 与上面两个不同时的是，我们必须先为拼接后的字符串分配好内存，然后再进行拼接，否则会出现内存越界等错误。

传递字符串作为函数的参数

• 传递字符串时，最好以常量的形式进行传递，以防止对实参的修改
• 传递需要初始化的字符串，即想通过一函数来初始化字符串内容，那么需要将字符串指针传递给函数，并返回处理后缓冲区的指针，这里要注意三点：
  • 必须传递缓冲区的地址和长度
  • 调用者负责释放缓冲区
  • 函数通常返回缓冲区的指针
• 在C语言中，数字0与\0，或者说NUL是不同的.ASIC中真的的0是NUL，而数字0是有值的。
• snprintf()函数是printf()函数的变体，第一和第二个参数是指定一个分配好了的区域地址和长度，以后的参数与printf()就相同了

sizeof与strlen的区别

• sizeof是运算符，strlen是函数
• sizeof可以用类型做参数，strlen只能用char*做参数，且必须是以'\0'结尾的。
• 数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针了。
• 实际上，用sizeof来返回类型以及静态分配的对象、结构或数组所占的空间，返回值跟对象、结构、数组所存储的内容没有关系。具体而言，当参数分别如下时，sizeof返回的值表示的含义如下：
  • 数组——编译时分配的数组空间大小；
  • 指针——存储该指针所用的空间大小（存储该指针的地址的长度，是长整型，应该为4）；
  • 类型——该类型所占的空间大小；
  • 对象——对象的实际占用空间大小；
  • 函数——函数的返回类型所占的空间大小。函数的返回类型不能是void。
• 对于静态声明char str[20]="0123456789"
  • int a=strlen(str); //a=10 ，strlen计算字符串的长度，以结束符\0 为字符串结束。
  • int b=sizeof(str); //b=20; ，sizeof计算的则是分配的数组str[20] 所占的内存空间的大小，不受里面存储的内容改变。
• 对于静态声明char str[20]
  • int a = strlen(str); //a=0，strlen计算字符串的长度，以结束符\0 为字符串结束，然后没有字符串，所以为0。
  • int b=sizeof(str); //b=20;， sizeof计算的则是分配的数组str[20] 所占的内存空间的大小，不受里面存储的内容改变。
• 对声明char *str="Hello World!"
  • int a=strlen(str); //a=12 ，strlen计算字符串的长度，以结束符\0 为字符串结束。
  • int b=sizeof(str); //b=4;，sizeof这里计算的是str指针所占的空间，所以为4

请查看代码diffStrlenSizeof.c

返回字符串

返回字符串实际是返回字符串的地址，有三种方式可以返回字符串地址：

• 字面量
  • 字面量没有作用域的概念，所以在函数内将字符串分配于字符串字面量池内，字符串地址不会随着函数结束而变动。
• 动态分配的内存
  • 只要将动态分配在堆内的地址返回给调用者，那么字符串的地址也不会丢失。
• 本地字符串变量 - 不要使用！

字符串与函数指针

字符串与函数指针相结合可以实现强大的功能，详细请查看代码。