详解C语言字符串

1、定义字符串

C语言本身没有string类型，通常使用char数组来表示字符串。常用的定义字符串的方式有：

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

与Java语言不同，C语言中数组的括号是在变量名的后面。第一条定义字符串的语句等价于Java语言中：char[] str1 = {\'C\', \'h\', \'i\', \'n\', \'a\'};
[] 中可以填入数字，表示char数组的长度。但是，中括号中的数字必须大于等于右边字符串数组的长度。
- 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 括号内填写的数字小于 6 就会编译出错，出现数组界限溢出错误。

2、计算char数组的长度

在Java中，数组是看作对象类型的，数组有通用的属性 length，比如 str1.length 可以获取数组的长度。但是 C 语言可没有这么“友善”，想获取char数组的长度：

char str1[] = {\'C\', \'h\', \'i\', \'n\', \'a\'};
int len = sizeof(str1) / sizeof(char);  // 这句话计算字符串数组的长度
printf("%d", len);

sizeof 是C语言中保留关键字，用来计算数据类型的“宽度”。用 sizeof 可以获得数据类型或变量在内存中所占的字节数。同样，用 sizeof 也可以获得整个数组在内存中所占的字节数。
因为数组中每个元素的类型都是一样的，在内存中所占的字节数都是相同的，所以总的字节数除以一个元素所占的字节数就是数组的长度。
sizeof(char) 表示数据类型 char 在内存中所占的字节数，在C语言中，char占一个字节，所以 sizeof(char) == 1。
我这里说的字符串数组的长度，说到底还是数组的长度。

3、字符串必须以\0结尾。如果不是，就会出现乱码

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

上面这段代码在 Windows 上，用 Microsoft Visual Studio 运行时，会输出乱码。如图所示：
C语言是一直读取到字节0作为字符串的结尾。Java则可以根据数组长度属性length，来读取指定长度的字符串。
所以，正确的定义方式应该是 char str1[] = { \'C\', \'h\', \'i\', \'n\', \'a\', \'\0\'};，此时字符串数组的长度是 6。 char str1[] = { \'C\', \'h\', \'i\', \'n\', \'a\', 0 }; 这样定义也是可以的，但是更推荐前一种。

4、定义一个空的字符串数组

char str0[100] = {0}; // 用这条语句定义一个空的字符串数组
int len0 = sizeof(str0) / sizeof(char); 
printf("%d", len0); // 数组长度为100

第一条语句就等同于Java中的char[] str0 = new char[100];
第一句语句也可以写成 char str0[100] = {};，这样写也是正确的。但是，~~char str0[] = {}~~ 这样写不行，空初始值设定项对于未指定绑定的数组无效！

5、计算字符串的长度 strlen

与字符串数组的长度不同，字符串的长度是不把字节0算进去的。strlen 函数可以返回字符串的长度：

size_t strlen(const char* str);

然后来看几个实验：

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)); // 输出结果为19
printf("%d\n", strlen(str2)); // 输出结果为5
printf("%d\n", strlen(str3)); // 输出结果为5
printf("%d\n", strlen(str4)); // 输出结果为5

其中，str1 所表示的字符串因为没有以 \'\0\' 结尾，所以，strlen 把内存中一直到 \0 结尾的字节都看作字符串的内容，所以长度为 19。

6、字符串常量不可修改

我们先来看一段程序：

char str0[] = {\'c\', \'h\', \'i\', \'n\', \'a\', \'\0\'};
char str1[] = "china"; // 在栈上，因为重载了=操作符
char* str2 = "china"; // china\0在常量区，str1在栈上

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

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

运行结果是，str0[0] = \'C\' 和 str1[0] = \'C\' 这两句可以正常运行。但是 str2[0] = \'C\' 和 *str2 = \'C\' 会报错。
char str1[] = "china" 和 char* str2 = "china" 字符串存放的内存区域不同：前者存放在栈中，可以修改；后者存放在常量区，不可修改。
0xC0000005：安全点就是通过这个技术暂停所有线程的。

7、拷贝字符串strcpy

C语言 strcpy() 函数用于对字符串进行复制（拷贝）。

头文件：string.h

语法/原型：

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

参数说明：

strDestination：目的字符串。
strSource：源字符串。

strcpy() 会把 strSource 指向的字符串复制到 strDestination。

必须保证 strDestination 足够大，能够容纳下 strSource，否则会导致溢出错误。

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、连接字符串strcat

头文件：string.h
语法：

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

参数说明：

strDestination：目的字符串；
strSource：源字符串。

strcat() 函数把 strSource 所指向的字符串追加到 strDestination 所指向的字符串的结尾，所以必须要保证 strDestination 有足够的内存空间来容纳两个字符串，否则会导致溢出错误。

注意：strDestination 末尾的\0会被覆盖，strSource 末尾的\0会一起被复制过去，最终的字符串只有一个\0。

返回值：指向 strDestination 的指针。

#include <string.h>

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

  strcat(dest, src);

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

8、比较字符串strcmp

C语言 strcmp() 函数用于对两个字符串的内容进行比较（区分大小写）。

头文件：string.h

语法/原型：

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

参数 str1 和 str2 是参与比较的两个字符串。

strcmp() 会根据 ASCII 编码依次比较 str1 和 str2 的每一个字符，直到出现不到的字符，或者到达字符串末尾（遇见\0）。

返回值：

如果返回值 < 0，则表示 str1 小于 str2。
如果返回值 > 0，则表示 str2 小于 str1。
如果返回值 = 0，则表示 str1 等于 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); // 输出结果为0
  return 0;
}

9、字符查找函数strchr

C语言 strchr() 函数用于查找给定字符串中某一个特定字符。

头文件：string.h

语法/原型：

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

参数说明：

str：被查找的字符串。
c：要查找的字符。

strchr() 函数会依次检索字符串 str 中的每一个字符，直到遇见字符 c，或者到达字符串末尾（遇见\0）。

返回值：返回在字符串 str 中第一次出现字符 c 的位置，如果未找到该字符 c 则返回 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); // 输出结果为0，str1中不包含字符b

  char* p2 = strchr(str1, \'h\');
  printf("%p\n", p2); // 输出结果比 str1 的内存地址多一个字节
  return 0;
}

运行结果如下图所示：

10、查找子字符串strstr

C语言 strstr() 函数在字符串中查找子字符串。

语法/原型

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

参数说明：

haystack -- 要被检索的 C 字符串。
needle -- 在 haystack 字符串内要搜索的小字符串。

返回值
该函数返回在 haystack 中第一次出现 needle 字符串的位置，如果未找到则返回 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;

运行结果：

参考文档

Go to 《数组的长度，C语言获取数组长度详解》