C语言字符串数组详解

C语言字符串数组

字符串是连续的字符序列，最后以空字符'\0'作为终止符。一个字符串的长度指所有字符的数量，但不包括终止符。在 C 语言中，没有字符串类型，自然也就没有运算符以字符串为操作数。

字符串被存储在元素类型为 char 或宽字符类型数组中（宽字符类型指 wchar_t、char16_t 或 char32_t）。宽字符组成的字符串也称为宽字符串（wide string）。

C 标准库提供了大量的函数，它们可以对字符串进行基本操作，例如字符串的比较、复制和连接等。在这些传统的字符串函数以外，C11 新增了这些函数的“安全”版本，它们能确保字符串操作不会超出数组的边界。

可以使用字符串字面量来初始化任何字符类型数组。例如，下面两个数组的定义是等价的：

char str1[30] = "Let's go";             // 字符串长度：8；数组长度：30
char str1[30] = { 'L', 'e', 't', '\'', 's',' ', 'g', 'o', '\0' };

存储字符串的数组一定比字符串长度多一个元素，以容纳下字符串终止符（空字符'\0'）。因此，str1 数组能够存储的字符串最大长度是 29。如果定义数组长度为 8，而不是 30，就会发生错误，因为它无法包含字符串终止符。

如果在定义一个字符数组时，没有显式地指定长度，但使用了字符串字面量来对它进行初始化，该数组的长度会比字符串长度多 1。如下列所示：

char str2[] = " to London!";    // 字符串长度：11 （注意开头的空格）；
                                                // 数组长度：12

下面的语句使用标准函数 strcat（）把字符串 str2 附加到字符串 str1 的后面（str1 数组长度必须足够大以容纳连接后的全部字符）。

#include <string.h>
char str1[30] = "Let's go";
char str2[ ] = " to London!";
/* ... */
strcat( str1, str2 );
puts( str1 );

调用 puts（）后，输出新的 str1 数组内容：

Let's go to London!

str1 和 str2 的名字其实是两个指针，它们指向各自数组的第一个字符。这样的指针被称为指向字符串的指针（pointer to a string），或者简称为字符串指针（string pointer）。

字符串处理函数（例如 scrcat（）和 puts（））需要接收字符串起始地址并将其作为参数。这样的函数通常逐个字符地处理字符串，直到遇到结尾终止符'\0'为止。
例 1 是函数 strcat（）的另——种可能的实现方式。它采用从函数参数传入的指针遍历处理整个字符串。 【例1】函数 strcat（）

// 函数strcat() 将第二个字符串复制一份并附加到第一个字符串的尾部
// 参数：指向两个字符串的指针
// 返回值：指向第一个字符串的指针，此时已将第二个字符串连接到了其尾部
char *strcat( char * restrict s1, const char * restrict s2 )
{
  char *rtnPtr = s1;
  while ( *s1 != '\0' )                         // 找到字符串s1的尾部
    ++s1;
  while (( *s1++ = *s2++ ) != '\0' )    // 将s2的首字符替换掉s1的终止符
    ;
  return rtnPtr;
}

以 s1 地址为起始位置的 char 数组，其长度至少是两个字符串长度的和再加上 1，以容纳字符串终止符。在调用 strcat（）之前，可以采用标准函数 strlen（）进行测试，以确保长度没有问题，函数 strlen（）返回其字符串参数的长度，如下所示：

if ( sizeof(str1) >= ( strlen( str1 ) + strlen( str2 ) + 1 ) )
  strcat( str1, str2 );

宽字符串字面量会加上一个前缀 L、u 或 U，它们是宽字符串的标志。因此，wchar_t 数组的初始化过程如下所示：

#include <stddef.h>                        // 定义wchart_t类型
/* ... */
wchar_t dinner[] = L"chop suey";        // 字符串长度：10；
                                                // 数组长度：11；
                                                // 数组空间大小：11 * sizeof(wchar_t)

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