【C语言进阶深度学习记录】二十六 C语言中的字符串与字符数组的详细分析

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之前有一篇文章是学习了字符和字符串的，可以与之结合学习：【C语言进阶深度学习记录】十二 C语言中的：字符和字符串

1 字符串的概念

字符串与字符数组很像，但是有差别，注意留意它们的差别。

• 字符串是有序字符的集合
• C语言中，没有字符串的概念（没有string这个关键字，C++中才有）
  1. 但是C语言中，必须使用字符串
  2. 所以C语言通常都是使用特殊的字符数组来模拟字符串
  3. C语言中的字符串，是以’\0’ 结尾的字符数组。也就是说只有字符数组结尾是 ‘\0’ 该字符数组才是字符串，否则该字符数组就是普通的字符数组。这一点很重要！！！

1.1 字符串与字符数组

在C语言中，双引号引用的单个或多个字符是一种特殊的字面量

• 字面量存储于程序的全局只读存储区
• 它的本质是字符数组，编译器自动在结尾加上 ‘\0’ 字符。注意，只有双引号下的字面量，编译器才会自动在后面加上’\0’字符。如果是一个普通的字符数组，是要自己在最后加的，否则无法成为字符串。

比如下面哪些是字符串的定义？

• 第一个ca不是字符串，它是普通的字符数组。
• sa 也是字符数组，但是由于它末尾加了’\0’，所以它也是一个字符串
• ss是用双引号初始化的，编译器会默认在最后加上’\0’，所以ss也是字符串
• 同理str也是字符串

1.2 字符数组与字符串代码分析

• 代码： 30-1.c

#include <stdio.h>

int main(){
    char ca[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
    char sa[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
    char ss[] = "Hello,World";
    char* str = "Hello,World";
    
    printf("%s\n", ca);
    printf("%s\n", sa);
    printf("%s\n", ss);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

• 编译运行结果如下：

• 可以看出，只有第一个ca打印出来是乱码，后面三个都是正常的。因为ca并不是字符串，我们以 ‘%s’ 打印的话，是类型不对应的，导致打印不对。（深层次原因的话是因为打印字符串都是遇到字符串的结尾’\0’就算打印一个字符串，但是ca中没有’\0’ 字符）

2 字符串字面量

对于字符串的字面量，需要掌握几点：

1. 字符串字面量的本质是一个数组
2. 字符串字面量可以看做常量指针，代表存储该字符串的地址
3. 字符串字面量中的字符不可改变（位于全局只读存储区）
4. 字符串字面量至少包含一个字符（至少有一个’\0’）

类似于这种 “Hello,world” 是一种无名的字符数组

看一下下面三个表达式是正确的么？如果正确，值是多少？

我们以代码来验证即可：

2.1 字符串字面量的本质的代码分析

• 代码：30-2.c

#include <stdio.h>

int main(){
    
    char a = "abc"[0]; //==>a='a'
    char b = *("123"+1); //==>b='2'
    char c = *""; //==>c='\0' 它的ASCII码是 0
    
    printf("%c\n", a);
    printf("%c\n", b);
    printf("%d\n", c);   
     
    printf("%s\n", "Hello");
    printf("%p\n", "Hello");
    
    char* p = "def";
    p+=1;
   // *p = 'g'; //error 字符串字面量不能更改
    
    
    return 0;
}

• 编译运行上述代码结果如下：

可以看出：

1. 字符串字面量，的确是一个无名数组
2. 字符串字面量，可以代表它自身的内存地址
3. 字符串至少包含一个字符’\0’
4. 字符串字面量存储于全局的只读存储区，不可修改

3 字符串的长度

这是一个比较重要的知识点：

• 字符串的长度，是指第一个’\0’ 出现之前的所有字符的个数
• 函数strlen用于返回字符串的长度

如：

3.1 strlen 的使用代码分析

• 代码30-3.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
    
    char s[] = "Hello\0World";
    int i = 0;
    
    for(i=0; i<sizeof(s)/sizeof(char); i++){
        printf("%c\n",s[i]);
    }
    printf("sizeof(s) = %d\n", sizeof(s));
    
    printf("%s\n", s);
    
    printf("%d\n", strlen(s));
    printf("%d\n", strlen("123"));
    
    return 0;
}

• 编译运行结果为：
  

可以看到：

1. sizeof求解字符串的大小时，会将最后的隐藏字符’\0’ 也算进去
2. strlen求解字符长度时，是求解的字符串中第一个’\0’ 之前的所有字符的个数

4 总结

• C语言中可以通过字符数组模拟字符串
• C语言中的字符串是以 ‘\0’ 作为结尾字符
• 字符串字面量的本质是一个无名的字符数组
• 字符串的相关函数都依赖于最后的结束符 ‘\0’