C语言学习笔记——字符与字符串

原 作者 张毅迅 | 发表于 | 分类于 2019级

C语言学习笔记

字符与字符串

字符介绍

  • 基本数据类型分为数值类型和字符类型，数值类型分为整形和浮点型，字符类型分为字符和字符串。
  • 什么是字符：我们屏幕上出现的所有数字、汉字、符号等等全部是字符；我们使用的字符分为三类，ASCII字符（ASCII码表），拓展ASCII码（制表符），宽字符（汉字和特殊字符）
  • 字符类数据也有自己的转义字符，就像%d对应int，%u对应unsigned，%lf对应double一样，%c对应的是字符型数据。
  • 常见的输出方法：
    printf("%c",'A');
    putchar('a');

    这两种方法都能正确的输出A或者a，但是一定要记得单引号，否则会被系统认为是未声明的变量。
  • 每一个字符都对应着一个编号，每一个编号也对应一个字符

字符变量的定义

  • 字符的本质也是数字，比如用%d打印’A’，其结果还是65。
  • 定义方法：char c这样就声明了一个字符变量。我们也可以直接定义char c = 'A'，但是不能在单引号内写多个字符，被认为是错误写法。

字符输入的实质

  • 我们输入的所有内容全部储存在缓冲区，当我们按下回车时，表示输入结束，此时，有输入函数在缓冲区依次取数据，并存入变量的空间。
  • 输入字符很容易被缓冲区存留的呢绒影响，所以在输入字符前，我们把缓冲区清空，就可以去掉影响了。
  • 清空输入缓冲区的三种函数：
setbuf(stdin,NULL);
fflush(stdin);
while(c = getchar() != '\n' && c != EOF);
  • 其中第二种非C语言标准，有的编译器不支持，所以不建议使用。

scanf_s的用法

  • 编译器常见警告：scanf不安全，解决办法就是换用scanf_s
  • scanf_s("%c",&c,1);这样的语句是其标准写法。
  • 1指示了c的字节数
  • 读数值型变量没有问题，读字符型变量需要多加一个参数，就是这个数字1。
  • 后面学到字符串也要注意这个参数问题。

getchar()用法

  • 其函数原型是将缓冲区的一个字符作为返回值
  • c = getchar()这样的语句就是将一个字符给变量c。

_getch()用法

  • 随输入随读取，他的优点是不需要回车来确认。
  • 在很多游戏的制作中都大量使用了这个函数
  • getch()函数已经不被认可，所有的getch都应换用_getch。
  • 头文件<conio.h>

字符串

  • 概念：以'\0'为结尾的字符数组,如
    char str1[5] = {'a','b','c','d',0}
    char str2[5] = {'a','b','c','d','\0'}
    char str3[5] = {'a','b','c','\0'}
    char str4[5] = {'a','b','c'}
    这些全都是字符串。
  • 字符串的输出：printf("%s",str)，%s是字符串专属的转义字符。意义是从给定的字符串地址开始，一个一个的输出，直到遇到'\0'结束，如果没有遇到'\0'，就会继续向下输出，直到被'\0'结束，这是初学者能经常遇到的烫烫烫烫烫。同理，字符数组只能使用循环一个一个输出。
    字符串的首地址也有两种表达方法：str和&str[0]，类似于普通一维数组。
  • puts函数用法：专为字符串输出而制定的函数，直接puts(str)就可以完成。

字符串的声明方式

  • 有元素个数：和上述的声明方式相同，但是一定要注意别越界。
  • 无元素个数：char str[] = {'a','b','c','d','\0'}一定要手写0，否则极易导致越界。
  • 常量字符串：例如"hello world"要记得双引号，它和1，‘a’，12.3一样都是常量，是固定的，不能被赋值修改。
    输出方式：printf("%s","hello world");这样是不会导致越界操作的，常量字符串自带了0。
    char *p = "hello world";
    printf("%s",p);这样用指针来操作常量字符串也是没有任何问题的。
    printf(p);printf转定义，这与其本质有关。
  • 常量字符串初始化数组，这样数组在初始化时就不需要带大括号了，直接用双引号就可以。同样也是自带了0，但是一定要注意数组大小要大于等于常量字符串，否则会有警告，并且无法正常输出。

双引号的作用

  • 返回常量是字符串的首地址，hello world这是字符串本身
  • 因此上述printf(p)的写法才成立。

字符串的输入

  • 字符串的输入方式：scanf("%s",str)，str还是字符数组的首地址，%s的输入方式会自动在字符串的后面补上'\0'，因此要记得在输入的时候只能输入n-1个字符。同时scanf函数还无法读取空格，空格会被认为是分隔符。
  • 更加安全的输入方法scanf_s("%s",str,19);这样会给'\0'自动的留下一个位置。
  • gets(str)函数：首先它与scanf相比，可以读取空格，但是一定要小心越界。
  • 更安全的版本是gets_s(str,19)，他也是会自动给'\0'留下一个位置。
  • 这四个函数中，不安全的版本如果输入越界，会在程序执行完成后发生报错。这样的错误应尽量避免，纠正很复杂。安全的版本如果越界了，则直接不进行输入，第一个字符就被记作'\0'。

多种其他函数介绍

  • 本节中介绍的所有函数的头文件均为<string.h>，因篇幅有限，不进行一一列举。
  • 拷贝赋值函数：strcpy(str, str1)，其意义是将str1赋值给str，其中str，str1都是char定义的数组。该函数的返回值是str。str1可以等价替换为正确初始化的指针，或者字符串。如果越界赋值，会在程序结束后报错。
  • 更安全的版本：strcpy_s(str, n , str1)这里参数n是指定复制的字节数，目标是str。
  • strncpy(str,str1,m)这里的m是指定替换的字符数，对应的目标是str1
  • strncpy_s(str,n,str1,m)同上
  • 计算字符串长度函数：strlen(p)参数应是字符串/数组的首地址，其返回值是计算的长度。
  • 比较函数：strcmp(str1,str2) 其意义是比较第一个具有相同下标的数据的ASCII值大小，不是比较长度，返回值只有三种类型：如果1>2输出一个正数,1==2输出0,1<2输出一个负数，具体结果是其ASCII差值。
  • strcmp(str1,str2,n)是比较了前n个字符
  • 拼接函数：strcat(str,str1)将str1拼接到str后面，拼接原理是取代str中的'\0'，并且向后顺延。
  • strcat_s(str,20,str1)将str保护在20个字符以内。
  • strncat(str,str1,n)是拼接n个到str后面
  • strncat_s(str, n,str1 ,m)意义同上。
  • 将字符串转换为整数：atoi(str)，返回值是转好的整数，类型是int，如果字符串从第一个向后出现了非数字字符，返回值是前面所有字符，或者0（第一个字符就不是）
  • 将整数转化为字符串：itoa(232,str,10)参数一是被转化的整数，参数二是转好后装到哪里，参数三是以几进制来进行转化这里加不加下划线_都可以。
  • 更安全的版本：_itoa_S(233,str,4,10)这样的第三个参数就是指定接受的长度，注意下划线_。
  • 注意：以上几个转化函数的头文件是<stdlib.h>
  • 格式化字符串：sprintf("str,..." , ...)str是一个字符串，后面的参数和printf相同，意义是将缓冲区的内容存入str中，将不同类型的数据全部转化为字符串。
  • 更安全的版本：sprintf("str,20,..." , ...);意义和上面的_s版本完全相同。

汉字与特殊字符

  • 一个汉字占两个字节，也就是需要两个char类型变量来装，这是因为国际认可的汉字数共有40000多个，只能用两个来记
  • 我们可以直接使用char str{3];scanf("%s",str[0])来进行输入，或者用两个连续的%c来转义。
  • 可以通过百度查询“汉字国标码查询”来找到每个汉字对应的数码但只能找到16位的数据，我们可以通过计算器来转化，也可以通过下列代码printf("%x",*(short*)str);来得到汉字对应的10进制数。

转义字符和转换说明符

  • 认识：转义字符\，它不但可以配合一些字母输出\t \n \r等等，还可以使用它加一些特殊符号，来表示正确地输出该特殊字符，例如\\ \? \"等。在学到文件操作的时候，也需要使用 \\来进行路径的表示
    转换说明符%，，%%可以输出一个%。
  • 转义字符的字节大小可以用strlen函数来进行表示：printf("%u\n",strlen("\w"));这样的结果是1，+字母的字节数全部是1，即使是未定义的也是1。
    +数字和+0+数字表示的都是八进制数，且有个数限制，前者后面的数字只能是13位，也就是0377的范围，对应10进制0255；后者后面加的数字只能是12个，八进制077，10进制063；+x+数字后面也是加12个数字，16进制0ff，对应10进制0~255。
    这些全是1字节，但是如果输入了\58这类的非法字符，系统就会自动认为这是两个字符，输出的结果就是2字节了。
  • 上述情况的测试：
strlen("\58") = 2
strlen("\555") = 2
strlen("\400") = 报错（有的系统会认为是两个字符）
strlen("\5555") = 同上，系统会检测前三个数
strlen("\018") = 2
strlen("\xfff") = 报错（不能超过两个）
strlen("\xffw") = 2 这样就不会报错了，w不是16进制数

字符串数组和二维字符数组

  • 字符串数组的定义：char *str[3] = {"asd","asdsa","asdasddsa"};每一个元素都是char*类型，即其每一个元素都是指向地址的。可以用printf(str[0])这样的代码来测试。也不能对其进行直接的修改，因为字符串是常量，不能被修改，但是我们可以通过str[1] = "123"这样的方式，详见双引号的作用。它的本质就是指针数组，或者叫地址数组。
  • 二维字符数组：char str[2][4] = {"asd","12"}其中的注意点很多，建议反复阅读本文章。这是在用字符常量区赋值栈区，原理相当于char str1[4] = "asd"。

本周小结：本周顺利的学完了递归函数以及字符与字符串的主要内容。下周我们或将开始着手做一些较大的项目，但是还是要先稳扎稳打，先学习完结构体的内容。