第13章 字符串及字符串操作.ppt

1、第13章 字符串及字符串操作,在各種編程語言中，字符串的地位都十分重要，C語言中并沒有提供“字符串”這個(gè)特定類型，而是以特殊字符數(shù)組的形式來存儲和處理字符串，這種字符數(shù)組必須以空字符0結(jié)尾，因此，也將這種特定字符數(shù)組稱為C風(fēng)格字符串，本章討論字符串和字符串的一些處理函數(shù)。,13.1 C風(fēng)格字符串,C風(fēng)格字符串是字符數(shù)組的一種特例，這個(gè)“特”字體現(xiàn)在“以0（空字符，null character）結(jié)尾”，如何聲明創(chuàng)建一個(gè)C風(fēng)格字符串時(shí)，如何使用C風(fēng)格字符串，這是本節(jié)要解決的問題。,13.1.1 C風(fēng)格字符串的聲明,首先想到的方法是聲明一個(gè)字符數(shù)組，而后對其中元素初始化，不過要保證最后一個(gè)元素是空字

2、符0，即： char str=I, ,L,o,v,e, ,C,H,I,N,A,0; 還記得么？如果在數(shù)組聲明時(shí)沒有指定第1維的大小，編譯器將根據(jù)初始化表達(dá)式執(zhí)行決定數(shù)組的大小，對C風(fēng)格字符串來說，這是種不錯(cuò)的方法，免得一個(gè)個(gè)字符去數(shù)。 上述聲明方式看上去很麻煩，要一個(gè)字母一個(gè)字母地用單引號包裹起來，還要記著最末尾的空字符0，實(shí)際上，在C語言中，還提供了另一種聲明C風(fēng)格字符串的方法使用字符串常量，如： char str=”I Love CHINA”;,13.1.2 C風(fēng)格字符串內(nèi)存中的表示,上面聲明的str中，C風(fēng)格字符串共有12個(gè)有效字符，但卻占據(jù)了13個(gè)內(nèi)存空間，編寫一段代碼來驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，

3、見示例。 代碼 C風(fēng)格字符串占據(jù)的內(nèi)存字節(jié)數(shù)SizeOfStr #include /*使用printf要包含的頭文件*/ #include void main(void)/*主函數(shù)*/ char sz=I Love CHINA;/*聲明一個(gè)C風(fēng)格字符串*/ printf(sz在內(nèi)存中的大小為：%d,sizeof(sz);/*輸出sz占據(jù)的內(nèi)存字節(jié)數(shù)*/ getch();/*等待，按任意鍵繼續(xù)*/ 輸出結(jié)果為： sz在內(nèi)存中的大小為:13,13.2 字符數(shù)組的輸入輸出,請注意：本節(jié)的標(biāo)題沒有寫“C風(fēng)格字符串的輸入輸出”，而是說“字符數(shù)組的輸入輸出”，實(shí)際上，C語言允許對字符數(shù)組進(jìn)行整體的輸入輸出

4、和元素訪問，并不會(huì)檢查其末尾是否為空元素，在本節(jié)學(xué)習(xí)中，讀者應(yīng)細(xì)心體會(huì)字符數(shù)組和C風(fēng)格字符串在輸入輸出等方面的不同。,13.2.1 字符數(shù)組可以進(jìn)行整體輸入輸出,普通數(shù)組不能進(jìn)行整體輸入輸出，必須以元素為單位進(jìn)行，而字符數(shù)組是個(gè)例外，來看一個(gè)例子，見示例： 代碼 字符串的整體輸入輸出StrInputOutput #include /*使用printf要包含的頭文件*/ #include void main(void)/*主函數(shù)*/ char sz=I Love CHINA;/*聲明一個(gè)C風(fēng)格字符串*/ printf(%sn,sz);/*對字符串進(jìn)行整體輸出*/ printf(請重新輸入一個(gè)字符

5、串，不多于12個(gè)字符n);/*提示用戶重新輸入一個(gè)字符串*/ scanf(%s,sz);/*讀取新的輸入*/ printf(修改后的字符串為：%sn,sz);/*整體輸出新的字符串*/ getch();/*等待，按任意鍵繼續(xù)*/ 輸出結(jié)果為： I Love CHINA 請重新輸入一個(gè)字符串，不多于12個(gè)字符 Hello World（鍵盤輸入） 修改后的字符串為：Hello,13.2.2 使用gets函數(shù)讀入整行輸入,在接收輸入時(shí)，空格和隨后的字符都被舍棄掉了，那有沒有一種方法能將空格和隨后的字符一塊讀入呢？有，C語言提供了gets函數(shù)，見示例： 代碼 使用gets函數(shù)讀取一整行到字符數(shù)組中Fu

6、nctionGets #include /*使用printf要包含的頭文件*/ #include void main(void)/*主函數(shù)*/ char string 256;/*開辟一字符數(shù)組string*/ printf (Insert your full Name: n);/*提示用戶輸入*/ gets (string);/*使用gets函數(shù)讀取輸入*/ printf (Your Name is: %sn,string);/*輸出字符串*/ getch();/*等待，按任意鍵繼續(xù)*/ 輸出結(jié)果為： Insert your full Name: li kuan(鍵盤輸入) Your Nam

7、e is: li kuan,13.2.3 訪問字符數(shù)組中某個(gè)元素,字符數(shù)組首先是個(gè)數(shù)組，可以借助下標(biāo)訪問其中的單個(gè)字符，前面提到：在一個(gè)C風(fēng)格字符串內(nèi)部不能出現(xiàn)空字符，否則會(huì)將一個(gè)C風(fēng)格串截?cái)?，下面的示例?yàn)證了這一說法： 代碼 訪問字符數(shù)組中的某個(gè)元素StrElement #include /*使用printf要包含的頭文件*/ #include void main(void)/*主函數(shù)*/ char sz=I Love CHINA;/*聲明一個(gè)C風(fēng)格字符串*/ printf(%sn,sz);/*對字符串進(jìn)行整體輸出*/ sz5=0;/*將字符串中第6個(gè)元素置為空字符*/ printf(修改后

8、的字符串為：%sn,sz);/*整體輸出新的字符串*/ getch();/*等待，按任意鍵繼續(xù)*/ 輸出結(jié)果為： I Love CHINA 修改后的字符串為：I Lov,13.2.4 更便捷的輸出使用puts函數(shù),調(diào)用puts()函數(shù)實(shí)現(xiàn)字符串的輸出，其調(diào)用形式為： puts(字符數(shù)組)； 該函數(shù)的功能是將字符數(shù)組起始地址開始的一個(gè)字符串（以0結(jié)束的字符序列）輸出到終端，并將字符串結(jié)束標(biāo)志0轉(zhuǎn)化成n，自動(dòng)輸出一個(gè)換行符。 舉個(gè)簡單的例子： char sz = InLOVE C+!; puts(sz); 輸出結(jié)果： I LOVE C+!,13.3 字符串處理函數(shù),作為一種特殊的數(shù)組，字符數(shù)組所能

9、享受的“特殊待遇”就是允許整體輸入和輸出，數(shù)組操作的其他限制對字符數(shù)組同樣成立，如不允許使用一個(gè)數(shù)組給另一個(gè)數(shù)組賦值，不允許整體比較兩個(gè)數(shù)組，不允許對兩個(gè)進(jìn)行整體的算術(shù)操作，下列用法都是錯(cuò)誤的： char x10,y10=”123456789”; x=”987654321”; /*錯(cuò)誤*/ x=y;/*錯(cuò)誤*/ if(x y)/*錯(cuò)誤*/ x+=y;/*錯(cuò)誤*/ 如果要實(shí)現(xiàn)這些特定的功能，必須以數(shù)組元素，此處是字符，為基本單位來實(shí)現(xiàn)，舉例來說，編寫一個(gè)函數(shù)計(jì)算字符串中字符個(gè)數(shù)的函數(shù)，如下： int strlenOwn(const char* psz)/*const使得字符數(shù)組不被修改，指針ps

10、z可修改*/ int len=0; while( *(psz+) ) len+; return len; ,13.3.1 理解：數(shù)組名是常指針,在繼續(xù)書寫示例調(diào)用上述strlenOwn函數(shù)之前，先來理解一個(gè)重要的概念：數(shù)組名是常指針，很多教科書中說，數(shù)組名是指向數(shù)組第1個(gè)元素的指針，這種說法欠妥。對一維數(shù)組來說，這個(gè)說法成立，但對高維數(shù)組，首先要確定的是數(shù)組名這個(gè)指針是什么類型的。 拋開數(shù)組名是什么類型的值不說，如果用數(shù)組名為一個(gè)指針賦值，該指針的值等于第1個(gè)元素的地址。 先來看最簡單的情況： int num10=0; int *p1=num; int* p2=num+1; 此時(shí)，數(shù)組名num

11、可看成是int型的常指針，其值為其中第1個(gè)元素的地址，使用數(shù)組名num為p1賦值時(shí)，p1指向數(shù)組中的第1個(gè)元素num0，p2指向num1。 對二維數(shù)組來說，情況略有不同： int num34=0; int* p1=num; int* p2=num+1;,13.3.2 strlen函數(shù)與size_t,strlen函數(shù)返回的是字符串的長度，即字符串中的實(shí)際字符數(shù)目，末尾的空字符不計(jì)數(shù)，返回類型為size_t，讀者也許對size_t類型比較陌生，該類型定義于標(biāo)準(zhǔn)頭文件stddef.h中： typedef unsigned int size_t; 在后續(xù)章節(jié)中會(huì)對typedef進(jìn)行詳細(xì)介紹，此處可以理

12、解為一種等價(jià)關(guān)系，即size_t是無符號整型unsigned int的別名。 在使用size_t類型時(shí)，有一點(diǎn)需要特別注意，假設(shè)變量A和B都為size_t類型，則下述關(guān)系式恒成立： A B 0 這樣，不能通過將兩個(gè)size_t類型變量做差來比較大小，因此，不能通過strlen函數(shù)返回的字符串長度做差比較到底哪個(gè)字符串更長一些，來看一段示例：,13.3.3 字符串復(fù)制函數(shù)strcpy,strcpy函數(shù)用于將一個(gè)C風(fēng)格字符串（源串）復(fù)制給另一個(gè)C風(fēng)格字符串（目的串），在使用strcpy函數(shù)有一點(diǎn)要注意，目的字符數(shù)組和源字符數(shù)組的大小問題，避免將長串復(fù)制給短串，這會(huì)導(dǎo)致數(shù)組越界錯(cuò)誤。 來看一段str

13、cpy函數(shù)的使用范例，見： 代碼 將一個(gè)字符串復(fù)制給另一個(gè)字符串StrcpySample #include /*使用printf要包含的頭文件*/ #include #include void main(void)/*主函數(shù)*/ char str1256=0;/*開辟一字符數(shù)組str1*/ char str2256=0;/*開辟一字符數(shù)組str2*/ printf (請輸入第1個(gè)字符串: n);/*提示用戶輸入第1個(gè)字符串*/ gets (str1);/*使用gets函數(shù)讀取一行輸入*/ strcpy(str2,str1);/*將第1個(gè)字符串復(fù)制給第2個(gè)字符串*/ printf(第2個(gè)字符串為

14、：n%s,str2);/*輸出第2個(gè)字符串*/ getch();/*等待，按任意鍵繼續(xù)*/ ,13.3.4 字符串比較函數(shù)strcmp,strcmp函數(shù)用于對兩個(gè)C風(fēng)格字符串進(jìn)行比較，此處的比較不是比較兩個(gè)字符串的長度，而是逐個(gè)比較字符的ASCII碼，舉例來說，如果字符串1以字母A開頭，而字符串2以B開頭，則不論兩個(gè)字符串長度如何，不論兩個(gè)字符串后續(xù)字串是什么，字符串2“大于”字符串1成立（B的ASCII碼66大于A的ASCII碼65），如果打頭字符相同，則比較第2個(gè)字符，依此類推，如果第2個(gè)字符相同，則比較第3個(gè)字符 如果出現(xiàn)諸如“ABCD”和“ABCD123”這樣的情況，長度長的字符串“大

15、于”長度短的字符串。換言之，只有兩個(gè)字符串長度相同、每個(gè)字符相等時(shí)，才稱兩個(gè)字符串相等。 對漢字來說，比較的是內(nèi)碼，關(guān)于漢字內(nèi)碼的相關(guān)介紹，感興趣的讀者可自行查閱相關(guān)資料。 strcmp函數(shù)的原型為： int strcmp(字符串1，字符串2);,13.3.5 字符串連接函數(shù)strcat,字符串連接函數(shù)的原型為： char* strcat(字符串1，字符串2); 該函數(shù)會(huì)將字符串2附在字符串1后面，這樣，字符串1的長度會(huì)有所增加，返回的指針指向字符串1。讀者也許會(huì)有疑問：是否要求字符串1所在的字符數(shù)組有足夠的內(nèi)存空間來容納字符串2。 原則上，答案為“是，字符串1所在的字符數(shù)組應(yīng)有足夠的內(nèi)存空間

16、來容納字符串2”，否則會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存越界的錯(cuò)誤，這和前面strcpy函數(shù)中要求目的字符串的長度要大于源字符串的長度是一回事。 實(shí)際上，即使兩個(gè)條件不滿足，“大部分情況下”，strcat函數(shù)和strcpy函數(shù)的執(zhí)行并不會(huì)出錯(cuò)，這是因?yàn)樽兞吭趦?nèi)存中的位置很稀疏，如果字符數(shù)組后的一塊內(nèi)存并沒有被其他變量等占用，程序不會(huì)出錯(cuò)，但如果該塊內(nèi)存不巧已經(jīng)被分配，程序可能因此而崩潰。,13.3.6 全轉(zhuǎn)換為大寫形式,在某些場合，要求輸入一個(gè)字符串，如果是大小寫無關(guān)的，問題就來了，比如，在大小寫無關(guān)意義下，“AB”、“ab”、“aB”、“Ab”都是等價(jià)的，這僅僅是兩個(gè)字母的情況，如果字母更多，情況更復(fù)雜，在程序中去

17、一一判斷也很不現(xiàn)實(shí)，為此，C標(biāo)準(zhǔn)庫提供了字符串處理函數(shù)strupr，用于將字符串中所有的字母都轉(zhuǎn)換成大寫形式，其原型為； char* strupr(字符串); 函數(shù)返回指向字符串的指針，來看一段示例：,13.3.7 鏈?zhǔn)讲僮?前面介紹的幾個(gè)函數(shù)中，strcpy函數(shù)、strcat函數(shù)和strupr函數(shù)的返回類型均為char*型，這可以方便地進(jìn)行鏈?zhǔn)讲僮鳎e個(gè)例子，中采用了下述語句先對str中的字符大寫化，而后再比較其與“PASS1234”是否相同： strupr(str);/*將輸入的字符串轉(zhuǎn)成大寫形式*/ if(strcmp(str,PASS1234) = 0)/*如果兩個(gè)字符串相等*/ 更為簡潔的寫法是： f(strcmp( strupr ( str ),PASS1234) = 0)/*如果兩個(gè)字符串相等*/ ,13.4 小結(jié),在程序設(shè)計(jì)中，字符串的使用十分廣泛，本章重點(diǎn)介紹了C風(fēng)格字符串的相關(guān)內(nèi)容，C風(fēng)格字符串是種特殊的一維字符數(shù)組：除存放字符串中的各個(gè)字符外，C風(fēng)格字符串最后一個(gè)字符為空字符0。聲明C風(fēng)格字符串時(shí)，既可用字符串常量為其中元素初始