反转'\ 0'终止的C字符串？答案

【问题标题】：Reversing a '\0' terminated C string in place?反转'\ 0'终止的C字符串？
【发布时间】：2014-02-01 23:38:54
【问题描述】：

我有一些关于反转以空结尾的 C 字符串的概念性问题，以及关于指针性质的澄清问题。

输入可能是

char arr[] = "opal";

和代码：

void reverse(char *str) {  /* does *str = opal or does *str = o since the pointer str is type char? */

    char* end  = str; /* what is the difference between char* end and char *end? and is *end pointing to opal now? */

    char tmp;

    if (str) {  /* if str isn't null? */
        while (*end) 
            ++end; 
    }
    --end; /* end pointer points to l now */

    while (str < end) {     /* why not *str < *end? is this asking while o < l? */
        tmp = *str; /* tmp = o */

        *str++ = *end; /* what is the difference between *str++ and ++str? does *str++ = l? */
        *end-- = tmp; /* *end points to o */
        }
    }
}

【问题讨论】：

如果您确实传递了"opal"，那将是未定义的行为，因为您不允许修改字符串文字。
@ShafikYaghmour 那你会通过什么？
一个字符数组，char arr[] = "opal";.
要理解 C 指针，我永远不会将 char* 视为字符串，我会认为它只是一个内存地址。但在大多数情况下，char* 指针将指向包含以 NULL 结尾的字符串的内存地址。
测试if (str) { 不提供安全性。如果str 是NULL，那么end 是NULL and the next LOC is --end` --> 段错误。最好if (str == NULL) return;

标签： c pointers reverse dereference

【解决方案1】：

很多问题...试图捕捉每个问题的答案：

/* *str = opal 还是 *str = o 因为指针 str 是 char 类型？ */

*str 是'o'，因为它指向第一个字符

/* char* end 和 char *end 有什么区别？ *end 现在是否指向蛋白石？ */

char *end 和 char* end 之间没有区别。当你写的时候会变得更棘手

char* a, b;

因为这相当于

char *a, b;

并不是你想的那样

char *a, *b;

这就是写char *end;更简洁的原因。

而end 现在指向opal - *end 是'o'。

if (str) { /* 如果 str 不为空？ */

是的 - 测试您没有通过 NULL 指针

要测试你没有通过长度为 0 的字符串，你必须测试 *str（在测试 str 不是 NULL 之后，否则你会得到一个分段错误“敢于看 *NULL ")

while (str

测试指针 - 一个正在向末端移动，另一个正在向后移动。当您在中间相遇时，您会停下来；否则你交换两次，不会有任何净效应......

 *str++ = *end; /* what is the difference between *str++ and ++str? does *str++ = l? */

首先将*end 的值复制到*str，然后递增str 指针。如果你输入++str，你先递增，然后使用它。这意味着您将l 代替p 而不是代替o。

编辑对您的代码的一个批评（超越您提出的问题，并回复@chux 的评论）：当您测试if(str){} 时，您确实需要一个else return; 声明，因为你实际上做了end--;，然后使用*end。很确定0xFFFFFFFFFFFFFFFF 几乎总是一个无效地址...

如果您实际上是在测试 if(*str!='\0')，那么您仍然应该返回（空字符串是“不可逆的” - 或者更确切地说，它不需要任何东西被认为是反转的）。

顺便说一句，我更喜欢明确条件（就像我刚才所做的那样）；它不仅更清楚地显示了您的意图，而且如果您执行if(str!='\0') 或if(*str != NULL)，编译器实际上可能会抱怨，因为您正在比较的类型不兼容。这意味着您将拥有更健壮、更具可读性且更有可能实现您预期的代码。

【讨论】：

如果可以的话，我会再次 +1 你为 cmets 关于最后一段中的显式测试。
@JonathanLeffler - 我很可能在去年的某个时候通过阅读您的一个答案/ cmets 了解了这种方法的重要性。是的，我主要是来这里学习的，尽管我是通过尝试回答问题来做到这一点的。谢谢夸奖！

【解决方案2】：

假设reverse 是这样调用的：

char str[] = "opal";
reverse(str);

并且被分配到内存中，例如，像这样：

内存地址：100 101 102 103 104 内存值：['o'] ['p'] ['a'] ['l'] ['\0']

以下关于地址的说法是正确的：

str + 0 == &str[0] == 100
str + 1 == &str[1] == 101
str + 2 == &str[2] == 102
str + 3 == &str[3] == 103
str + 4 == &str[4] == 104

以下关于价值观的说法是正确的：

*(str + 0) == str[0] == 'o'
*(str + 1) == str[1] == 'p'
*(str + 2) == str[2] == 'a'
*(str + 3) == str[3] == 'l'
*(str + 4) == str[4] == '\0'

关于NULL，当一个指针未初始化，即未指向有效内存时，应为其赋值NULL，大多数情况下为地址0。考虑如下：

char *str = NULL;
reverse(str);

当计算以下表达式时：

if(str)

它将评估为FALSE。在reverse 内部，它应该（你应该修复它）立即return，因为使用地址为NULL 的指针会导致不确定的行为，例如分段错误。

当str的地址为NULL时，将str的地址赋值给end，然后递减：

--end;

将导致不确定的行为。

【讨论】：

这并没有涵盖问题中的所有问题。
@JonathanLeffler 你是对的，但如果你能理解这一点，其他问题的答案就会变得显而易见。
@Awwww。不，但同意乔纳森莱弗勒：D
@haacks 我扩展了我的答案。但你是对的。问题中有足够的问题可以写一整章来涵盖所有内容。 :-D

【解决方案3】：

*str = opal 还是 *str = o 因为指针 str 是 char 类型？

str是指向opal的第一个元素的指针，即指向第一个字母o的指针。所以，*s 表示，您正在取消引用 s（第一个地址），因此它是 'o'。

char* end 和 char *end 有什么区别？ *end 现在是否指向蛋白石？

没有区别。不，是end 指向opal，即它现在的第一个元素。

如果 str 不为空？

是的。

结束指针现在指向 l

是的。它现在指向单词的最后一个字母。

*str++ 和 ++str 有什么区别？ *str++ = l 吗？

*str++ 表示str 将在取消引用str 指向的值之后递增。 ++str 只是 str 的预递增。
*str++ = 在递增 str 之前将值分配给取消引用的变量。

【讨论】：

我没有投反对票，肯定是别人投的。我刚刚编辑了问题以通过char arr[] = "opal";
好答案教授黑客。 +1

【解决方案4】：

是*str = opal 还是*str = 'o'，因为指针str 是char 类型？

两者兼而有之。我知道这很令人困惑，但这就是正在发生的事情：在 C 中，指针可以用两种方式解释 - 字面意思，即作为指向单个项目的指针（在这种情况下为 char）或作为指向开头的指针一系列相同类型的项目。在后一种情况下，将定义序列的结尾。有三种方法可以知道序列在哪里结束 - 通过明确知道长度，通过知道结束指针，或者通过在序列末尾放置一个“终止符”项。对于 C 字符串，使用称为“空终止符”的特殊字符 '\0' 来终止序列。

char* end 和 char *end 有什么区别？ *end 现在指向蛋白石了吗？

绝对没有区别——它们都指向同一个地方。星号的位置无关紧要。

如果str 不是null？

正确

end 指针现在指向'l'

绝对！

为什么不*str < *end？这是在问while o < l吗？

您正在比较内存中的位置，而不是它们指向的字符。这是要求指针不要相互“交叉”，因为两者都是从字符串的两端向中心移动的。

tmp = o

在第一次迭代中，它是。在第二次迭代中，它指向'p'

*str++ 和 ++str 有什么区别？ *str++ = 'l'？

++str表达式将指针的值递增，递增后计算为指针的值； *str++ 表达式将指针的值递增，并计算出指针在递增之前所指向的字符的值。

【讨论】：

【解决方案5】：

*str = opal 还是 *str = o 因为指针 str 是 char 类型？

*str 取消引用类型为char* 的指针，因此您得到的类型为char。 char 将是str 指向的值，即'o'。

char* end 和 char *end 有什么区别？

什么都没有。

现在 *end 是否指向蛋白石？

是的，好吧，关闭。 end 指向与str 完全相同的地址，这是字符串的开头。 *end 是字符类型，而不是指针。其值为'o'。

如果 str 不为空？

正确，对指针进行布尔测试是标准测试。如果指针不为空，则它评估为“真”值，否则为“假”。请注意，这与零值不同。 C 标准允许任何值表示空地址。

为什么不 *str

不，它是在比较实际的内存地址。它说循环，而str 指向字符串的早于end 的部分。您会注意到，在循环期间，str 增加，end 减少。所以最终他们会互相擦肩而过或在同一个字符处相遇（即字符串的中间）。

*str++ 和 ++str 有什么区别？ *str++ = l 吗？

str++ 首先应用，它递增str 并返回其先前的值，然后* 一元运算符将在该旧位置给出字符。是的，第一次，来自end 的'l' 将被分配到字符串的开头（其中str 曾经在它递增之前指向）。 tmp 用于携带旧字符并将其分配给end。这是标准的“交换”操作。

【讨论】：