C C++字符串基础，类型，使用方法大全(字符，字符串，字符数组，2024Golang大厂高频面试题

GS(29)

Group Separator，分组符。

ASCII 定义控制字符的原因之一就是考虑到了数据存储。

大部分情况下，数据库的建立都和表有关，表包含了多条记录。同一个表中的所有记录属于同一类型，不同的表中的记录属于不同的类型。

而分组符 GS 就是用来分隔串行数据存储系统中的不同的组。值得注意的是，当时还没有使用 Excel 表格，ASCII 时代的人把它叫做组。

RS(30)

Record Separator，记录分隔符，用于分隔一个组或表中的多条记录。

US(31)

Unit Separator，单元分隔符。

在 ASCII 定义中，数据库中所存储的最小的数据项叫做单元（Unit）。而现在我们称其字段（Field）。单元分隔符 US 用于分割串行数据存储环境下的不同单元。

现在的数据库实现都要求大部分类型都拥有固定的长度，尽管有时候可能用不到，但是对于每一个字段，却都要分配足够大的空间，用于存放最大可能的数据。

这种做法的弊端就是占用了大量的存储空间，而 US 控制符允许字段具有可变的长度。在 1960s 年代，数据存储空间很有限，用 US 将不同单元分隔开，能节省很多空间。

DEL (127)

Delete，删除。

有人也许会问，为何 ASCII 编码中其它控制字符的值都很小（即 0~31），而 DEL 的值却很大呢（为 127）？

这是由于这个特殊的字符是为纸带而定义的。在那个年代，绝大多数的纸带都是用7个孔洞去编码数据的。而 127 这个值所对应的二进制值为111 1111（所有 7 个比特位都是1），将 DEL 用在现存的纸带上时，所有的洞就都被穿孔了，就把已经存在的数据都擦除掉了，就起到了删除的作用。

也有人将 ASCII 编码分成两部分：

• 前 128 个字符称为基本 ASCII，包含常见字符；
• 后 128 个字符称为扩展 ASCII，包含一些特殊字符。

4.C语言转义字符

字符集（Character Set）为每个字符分配了唯一的编号，我们不妨将它称为编码值。在C语言中，一个字符除了可以用它的实体（也就是真正的字符）表示，还可以用编码值表示。这种使用编码值来间接地表示字符的方式称为转义字符（Escape Character）。

转义字符以\或者\x开头，以\开头表示后跟八进制形式的编码值，以\x开头表示后跟十六进制形式的编码值。对于转义字符来说，只能使用八进制或者十六进制。

字符 1、2、3、a、b、c 对应的 ASCII 码的八进制形式分别是 61、62、63、141、142、143，十六进制形式分别是 31、32、33、61、62、63。下面的例子演示了转义字符的用法：

char a = '\61';  //字符1
char b = '\141';  //字符a
char c = '\x31';  //字符1
char d = '\x61';  //字符a
char \*str1 = "\x31\x32\x33\x61\x62\x63";  //字符串"123abc"
char \*str2 = "\61\62\63\141\142\143";  //字符串"123abc"
char \*str3 = "The string is: \61\62\63\x61\x62\x63"  //混用八进制和十六进制形式

转义字符既可以用于单个字符，也可以用于字符串，并且一个字符串中可以同时使用八进制形式和十六进制形式。

一个完整的例子：

#include <stdio.h>
int main(){
    puts("\x68\164\164\x70://c.biancheng.\x6e\145\x74");
    return 0;
}

运行结果：
c.biancheng.net

转义字符的初衷是用于 ASCII 编码，所以它的取值范围有限：

• 八进制形式的转义字符最多后跟三个数字，也即\ddd，最大取值是\177；
• 十六进制形式的转义字符最多后跟两个数字，也即\xdd，最大取值是\x7f。

超出范围的转义字符的行为是未定义的，有的编译器会将编码值直接输出，有的编译器会报错。

对于 ASCII 编码，0~31（十进制）范围内的字符为控制字符，它们都是看不见的，不能在显示器上显示，甚至无法从键盘输入，只能用转义字符的形式来表示。不过，直接使用 ASCII 码记忆不方便，也不容易理解，所以，针对常用的控制字符，C语言又定义了简写方式，完整的列表如下：

转义字符	意义	ASCII码值（十进制）
\a	响铃(BEL)	007
\b	退格(BS) ，将当前位置移到前一列	008
\f	换页(FF)，将当前位置移到下页开头	012
\n	换行(LF) ，将当前位置移到下一行开头	010
\r	回车(CR) ，将当前位置移到本行开头	013
\t	水平制表(HT)	009
\v	垂直制表(VT)	011
’	单引号	039
"	双引号	034
\	反斜杠	092

\n和\t是最常用的两个转义字符：

• \n用来换行，让文本从下一行的开头输出，前面的章节中已经多次使用；
• \t用来占位，一般相当于四个空格，或者 tab 键的功能。

单引号、双引号、反斜杠是特殊的字符，不能直接表示：

• 单引号是字符类型的开头和结尾，要使用\'表示，也即'\''；
• 双引号是字符串的开头和结尾，要使用\"表示，也即"abc\"123"；
• 反斜杠是转义字符的开头，要使用\\表示，也即'\\'，或者"abc\\123"。

转义字符示例：

#include <stdio.h>
int main(){
    puts("C\tC++\tJava\n\"C\" first appeared!");
    return 0;
}

运行结果：
C C++ Java
“C” first appeared!

5.在C语言中使用中文字符

大部分C语言教材对中文字符的处理讳莫如深，甚至只字不提，导致很多初学者认为C语言只能处理英文，而不支持中文。其实C语言是一门全球化的编程语言，它支持世界上任何一个国家的语言文化，包括中文、日语、韩语等。

中文字符的存储

正确地存储中文字符需要解决两个问题。

1) 足够长的数据类型

char 只能处理 ASCII 编码中的英文字符，是因为 char 类型太短，只有一个字节，容纳不下我大中华几万个汉字，要想处理中文字符，必须得使用更长的数据类型。

一个字符在存储之前会转换成它在字符集中的编号，而这样的编号是一个整数，所以我们可以用整数类型来存储一个字符，比如 unsigned short、unsigned int、unsigned long 等。

2) 选择包含中文的字符集

C语言规定，对于汉语、日语、韩语等 ASCII 编码之外的单个字符，也就是专门的字符类型，要使用宽字符的编码方式。常见的宽字符编码有 UTF-16 和 UTF-32，它们都是基于 Unicode 字符集的，能够支持全球的语言文化。

在真正实现时，微软编译器（内嵌于 Visual Studio 或者 Visual C++ 中）采用 UTF-16 编码，使用 2 个字节存储一个字符，用 unsigned short 类型就可以容纳。GCC、LLVM/Clang（内嵌于 Xcode 中）采用 UTF-32 编码，使用 4 个字节存储字符，用 unsigned int 类型就可以容纳。

对于编号较小的字符，UTF-16 采用两个字节存储；对于编号较大的字符，UTF-16 使用四个字节存储。但是，全球常用的字符也就几万个，使用两个字节存储足以，只有极其罕见，或者非常古老的字符才会用到四个字节。

微软编译器使用两个字节来存储 UTF-16 编码的字符，虽然不能囊括所有的 Unicode 字符，但是也足以容纳全球的常见字符了，基本满足了软件开发的需求。使用两个字节存储的另外一个好处是可以节省内存，而使用四个字节会浪费 50% 以上的内存。

你看，不同的编译器可以使用不同的整数类型。如果我们的代码使用 unsigned int 来存储宽字符，那么在微软编译器下就是一种浪费；如果我们的代码使用 unsigned short 来存储宽字符，那么在 GCC、LLVM/Clang 下就不够。

为了解决这个问题，C语言推出了一种新的类型，叫做 wchar_t。w 是 wide 的首字母，t 是 type 的首字符，wchar_t 的意思就是宽字符类型。wchar_t 的长度由编译器决定：

• 在微软编译器下，它的长度是 2，等价于 unsigned short；
• 在GCC、LLVM/Clang 下，它的长度是 4，等价于 unsigned int。

wchar_t 其实是用 typedef 关键字定义的一个别名，我们会在《C语言typedef的用法详解》一节中深入讲解，大家暂时只需要记住，wchar_t 在不同的编译器下长度不一样。

wchar_t 类型位于 <wchar.h> 头文件中，它使得代码在具有良好移植性的同时，也节省了不少内存，以后我们就用它来存储宽字符。

上节我们讲到，单独的字符由单引号' '包围，例如'B'、'@'、'9'等；但是，这样的字符只能使用 ASCII 编码，要想使用宽字符的编码方式，就得加上L前缀，例如L'A'、L'9'、L'中'、L'国'、L'。'。

注意，加上L前缀后，所有的字符都将成为宽字符，占用 2 个字节或者 4 个字节的内存，包括 ASCII 中的英文字符。

下面的例子演示了如何存储宽字符（注意引入 <wchar.h> 头文件）：

wchar\_t a = L'A';  //英文字符（基本拉丁字符）
wchar\_t b = L'9';  //英文数字（阿拉伯数字）
wchar\_t c = L'中';  //中文汉字
wchar\_t d = L'国';  //中文汉字
wchar\_t e = L'。';  //中文标点
wchar\_t f = L'ヅ';  //日文片假名
wchar\_t g = L'♥';  //特殊符号
wchar\_t h = L'༄';  //藏文

在以后的编程中，我们将不加L前缀的字符称为窄字符，将加上L前缀的字符称为宽字符。窄字符使用 ASCII 编码，宽字符使用 UTF-16 或者 UTF-32 编码。

宽字符的输出

putchar、printf 只能输出不加L前缀的窄字符，对加了L前缀的宽字符无能为力，我们必须使用 <wchar.h> 头文件中的宽字符输出函数，它们分别是 putwchar 和 wprintf：

• putwchar 函数专门用来输出一个宽字符，它和 putchar 的用法类似；
• wprintf 是通用的、格式化的宽字符输出函数，它除了可以输出单个宽字符，还可以输出宽字符串（稍后讲解）。宽字符对应的格式控制符为%lc。

另外，在输出宽字符之前还要使用 setlocale 函数进行本地化设置，告诉程序如何才能正确地处理各个国家的语言文化。由于大家基础还不够，关于本地化设置的内容我们不再展开讲解，请大家先记住这种写法。

如果希望设置为中文简体环境，在 Windows 下请写作：

setlocale(LC_ALL, “zh-CN”);

在 Linux 和 Mac OS 下请写作：

setlocale(LC_ALL, “zh_CN”);

setlocale 函数位于 <locale.h> 头文件中，我们必须引入它。

下面的代码完整地演示了宽字符的输出：

#include <wchar.h>
#include <locale.h>
int main(){
    wchar\_t a = L'A';  //英文字符（基本拉丁字符）
    wchar\_t b = L'9';  //英文数字（阿拉伯数字）
    wchar\_t c = L'中';  //中文汉字
    wchar\_t d = L'国';  //中文汉字
    wchar\_t e = L'。';  //中文标点
    wchar\_t f = L'ヅ';  //日文片假名
    wchar\_t g = L'♥';  //特殊符号
    wchar\_t h = L'༄';  //藏文
   
    //将本地环境设置为简体中文
    setlocale(LC_ALL, "zh\_CN");
    //使用专门的 putwchar 输出宽字符
    putwchar(a);  putwchar(b);  putwchar(c);  putwchar(d);
    putwchar(e);  putwchar(f);  putwchar(g);  putwchar(h);
    putwchar(L'\n');  //只能使用宽字符
   
    //使用通用的 wprintf 输出宽字符
    wprintf(
        L"Wide chars: %lc %lc %lc %lc %lc %lc %lc %lc\n",  //必须使用宽字符串
        a, b, c, d, e, f, g, h
    );
   
   
    return 0;
}

运行结果：
A9中国。ヅ♥༄
Wide chars: A 9 中 国 。 ヅ ♥ ༄

宽字符串

给字符串加上L前缀就变成了宽字符串，它包含的每个字符都是宽字符，一律采用 UTF-16 或者 UTF-32 编码。输出宽字符串可以使用 <wchar.h> 头文件中的 wprintf 函数，对应的格式控制符是%ls。

下面的代码演示了如何使用宽字符串：

#include <wchar.h>
#include <locale.h>
int main(){
    wchar\_t web_url[] = L"http://c.biancheng.net";
    wchar\_t \*web_name = L"C语言中文网";
   
    //将本地环境设置为简体中文
    setlocale(LC_ALL, "zh\_CN");
    //使用通用的 wprintf 输出宽字符
    wprintf(L"web\_url: %ls \nweb\_name: %ls\n", web_url, web_name);
    return 0;
}

运行结果：
web_url: c.biancheng.net
web_name: C语言中文网

其实，不加L前缀的窄字符串也可以处理中文，它和加上了L前缀的宽字符串有什么区别呢？我们将在下节《C语言到底使用什么编码？谁说C语言使用ASCII码，真是荒谬！》中详细讲解。

6.C语言字符数组和字符串

用来存放字符的数组称为字符数组，例如：

char a[10];  //一维字符数组
char b[5][10];  //二维字符数组
char c[20]={'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a','m'};  // 给部分数组元素赋值
char d[]={'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm' };  //对全体元素赋值时可以省去长度

字符数组实际上是一系列字符的集合，也就是字符串（String）。在C语言中，没有专门的字符串变量，没有string类型，通常就用一个字符数组来存放一个字符串。

C语言规定，可以将字符串直接赋值给字符数组，例如：

char str[30] = {"c.biancheng.net"};
char str[30] = "c.biancheng.net";  //这种形式更加简洁，实际开发中常用

数组第 0 个元素为'c'，第 1 个元素为'.'，第 2 个元素为'b'，后面的元素以此类推。

为了方便，你也可以不指定数组长度，从而写作：

char str[] = {"c.biancheng.net"};
char str[] = "c.biancheng.net";  //这种形式更加简洁，实际开发中常用

给字符数组赋值时，我们通常使用这种写法，将字符串一次性地赋值（可以指明数组长度，也可以不指明），而不是一个字符一个字符地赋值，那样做太麻烦了。

这里需要留意一个坑，字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义完了，就只能一个字符一个字符地赋值了。请看下面的例子：

char str[7];
str = "abc123";  //错误
//正确
str[0] = 'a'; str[1] = 'b'; str[2] = 'c';
str[3] = '1'; str[4] = '2'; str[5] = '3';

字符串结束标志（划重点）

字符串是一系列连续的字符的组合，要想在内存中定位一个字符串，除了要知道它的开头，还要知道它的结尾。找到字符串的开头很容易，知道它的名字（字符数组名或者字符串名）就可以；然而，如何找到字符串的结尾呢？C语言的解决方案有点奇妙，或者说有点奇葩。

在C语言中，字符串总是以'\0'作为结尾，所以'\0'也被称为字符串结束标志，或者字符串结束符。

'\0'是 ASCII 码表中的第 0 个字符，英文称为 NUL，中文称为“空字符”。该字符既不能显示，也没有控制功能，输出该字符不会有任何效果，它在C语言中唯一的作用就是作为字符串结束标志。

C语言在处理字符串时，会从前往后逐个扫描字符，一旦遇到'\0'就认为到达了字符串的末尾，就结束处理。'\0'至关重要，没有'\0'就意味着永远也到达不了字符串的结尾。

由" "包围的字符串会自动在末尾添加'\0'。例如，"abc123"从表面看起来只包含了 6 个字符，其实不然，C语言会在最后隐式地添加一个'\0'，这个过程是在后台默默地进行的，所以我们感受不到。

下图演示了"C program"在内存中的存储情形：

需要注意的是，逐个字符地给数组赋值并不会自动添加'\0'，例如：

char str[] = {'a', 'b', 'c'};

数组 str 的长度为 3，而不是 4，因为最后没有'\0'。

当用字符数组存储字符串时，要特别注意'\0'，要为'\0'留个位置；这意味着，字符数组的长度至少要比字符串的长度大 1。请看下面的例子：

char str[7] = "abc123";

"abc123"看起来只包含了 6 个字符，我们却将 str 的长度定义为 7，就是为了能够容纳最后的'\0'。如果将 str 的长度定义为 6，它就无法容纳'\0'了。

当字符串长度大于数组长度时，有些较老或者不严格的编译器并不会报错，甚至连警告都没有，这就为以后的错误埋下了伏笔，读者自己要多多注意。

有些时候，程序的逻辑要求我们必须逐个字符地为数组赋值，这个时候就很容易遗忘字符串结束标志'\0'。下面的代码中，我们将 26 个大写英文字符存入字符数组，并以字符串的形式输出：

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[30];
    char c;
    int i;
    for(c=65,i=0; c<=90; c++,i++){
        str[i] = c;
    }
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

在 VS2015 下的运行结果：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ口口口口i口口0 ?

口表示无法显示的特殊字符。

大写字母在 ASCII 码表中是连续排布的，编码值从 65 开始，到 90 结束，使用循环非常方便。

在《C语言变量的定义位置以及初始值》一节中我们讲到，在很多编译器下，局部变量的初始值是随机的，是垃圾值，而不是我们通常认为的“零”值。局部数组（在函数内部定义的数组，本例中的 str 数组就是在 main() 函数内部定义的）也有这个问题，很多编译器并不会把局部数组的内存都初始化为“零”值，而是放任不管，爱是什么就是什么，所以它们的值也是没有意义的，也是垃圾值。

在函数内部定义的变量、数组、结构体、共用体等都称为局部数据。在很多编译器下，局部数据的初始值都是随机的、无意义的，而不是我们通常认为的“零”值。这一点非常重要，大家一定要谨记，否则后面会遇到很多奇葩的错误。

本例中的 str 数组在定义完成以后并没有立即初始化，所以它所包含的元素的值都是随机的，只有很小的概率会是“零”值。循环结束以后，str 的前 26 个元素被赋值了，剩下的 4 个元素的值依然是随机的，不知道是什么。

printf() 输出字符串时，会从第 0 个元素开始往后检索，直到遇见'\0'才停止，然后把'\0'前面的字符全部输出，这就是 printf() 输出字符串的原理。本例中我们使用 printf() 输出 str，按理说到了第 26 个元素就能检索到'\0'，就到达了字符串的末尾，然而事实却不是这样，由于我们并未对最后 4 个元素赋值，所以第 26 个元素不是'\0'，第 27 个也不是，第 28 个也不是……可能到了第 50 个元素才遇到'\0'，printf() 把这 50 个字符全部输出出来，就是上面的样子，多出来的字符毫无意义，甚至不能显示。

数组总共才 30 个元素，到了第 50 个元素不早就超出数组范围了吗？是的，的确超出范围了！然而，数组后面依然有其它的数据，printf() 也会将这些数据作为字符串输出。

你看，不注意'\0'的后果有多严重，不但不能正确处理字符串，甚至还会毁坏其它数据。

要想避免这些问题也很容易，在字符串的最后手动添加'\0'即可。修改上面的代码，在循环结束后添加'\0'：

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[30];
    char c;
    int i;
    for(c=65,i=0; c<=90; c++,i++){
        str[i] = c;
    }
    str[i] = 0;  //此处为添加的代码，也可以写作 str[i] = '\0';
    printf("%s\n", str);
   
    return 0;
}

第 9 行为新添加的代码，它让字符串能够正常结束。根据 ASCII 码表，字符'\0'的编码值就是 0。

但是，这样的写法貌似有点业余，或者说不够简洁，更加专业的做法是将数组的所有元素都初始化为“零”值，这样才能够从根本上避免问题。再次修改上面的代码：

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[30] = {0};  //将所有元素都初始化为 0，或者说 '\0'
    char c;
    int i;
    for(c=65,i=0; c<=90; c++,i++){
        str[i] = c;
    }
    printf("%s\n", str);
   
    return 0;
}

还记得《什么是数组》一节中强调过的吗？如果只初始化部分数组元素，那么剩余的数组元素也会自动初始化为“零”值，所以我们只需要将 str 的第 0 个元素赋值为 0，剩下的元素就都是 0 了。

字符串长度

所谓字符串长度，就是字符串包含了多少个字符（不包括最后的结束符'\0'）。例如"abc"的长度是 3，而不是 4。

在C语言中，我们使用string.h头文件中的 strlen() 函数来求字符串的长度，它的用法为：

length strlen(strname);

strname 是字符串的名字，或者字符数组的名字；length 是使用 strlen() 后得到的字符串长度，是一个整数。

下面是一个完整的例子，它输出《C语言入门教程》网址的长度：

#include <stdio.h>
#include <string.h> //记得引入该头文件
int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net/c/";
    long len = strlen(str);
    printf("The lenth of the string is %ld.\n", len);
   
    return 0;
}

运行结果：
The lenth of the string is 25.

C语言字符串的输入和输出

字符串的输出

在C语言中，有两个函数可以在控制台（显示器）上输出字符串，它们分别是：

• puts()：输出字符串并自动换行，该函数只能输出字符串。
• printf()：通过格式控制符%s输出字符串，不能自动换行。除了字符串，printf() 还能输出其他类型的数据。

这两个函数相信大家已经非常熟悉了，这里不妨再演示一下，请看下面的代码：

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net";
    printf("%s\n", str);  //通过字符串名字输出
    printf("%s\n", "http://c.biancheng.net");  //直接输出
    puts(str);  //通过字符串名字输出
    puts("http://c.biancheng.net");  //直接输出
    return 0;
}

运行结果：
c.biancheng.net
c.biancheng.net
c.biancheng.net
c.biancheng.net

注意，输出字符串时只需要给出名字，不能带后边的[ ]，例如，下面的两种写法都是错误的：

printf("%s\n", str[]);
puts(str[10]);

字符串的输入

在C语言中，有两个函数可以让用户从键盘上输入字符串，它们分别是：

• scanf()：通过格式控制符%s输入字符串。除了字符串，scanf() 还能输入其他类型的数据。
• gets()：直接输入字符串，并且只能输入字符串。

但是，scanf() 和 gets() 是有区别的：

• scanf() 读取字符串时以空格为分隔，遇到空格就认为当前字符串结束了，所以无法读取含有空格的字符串。
• gets() 认为空格也是字符串的一部分，只有遇到回车键时才认为字符串输入结束，所以，不管输入了多少个空格，只要不按下回车键，对 gets() 来说就是一个完整的字符串。换句话说，gets() 用来读取一整行字符串。

请看下面的例子：

#include <stdio.h>
int main(){
    char str1[30] = {0};
    char str2[30] = {0};
    char str3[30] = {0};
    //gets() 用法
    printf("Input a string: ");
    gets(str1);
    //scanf() 用法
    printf("Input a string: ");
    scanf("%s", str2);
    scanf("%s", str3);
   
    printf("\nstr1: %s\n", str1);
    printf("str2: %s\n", str2);
    printf("str3: %s\n", str3);
    return 0;
}

运行结果：

Input a string: C C++ Java Python↙
Input a string: PHP JavaScript↙

str1: C C++ Java Python
str2: PHP
str3: JavaScript

第一次输入的字符串被 gets() 全部读取，并存入 str1 中。第二次输入的字符串，前半部分被第一个 scanf() 读取并存入 str2 中，后半部分被第二个 scanf() 读取并存入 str3 中。

注意，scanf() 在读取数据时需要的是数据的地址，这一点是恒定不变的，所以对于 int、char、float 等类型的变量都要在前边添加&以获取它们的地址。但是在本段代码中，我们只给出了字符串的名字，却没有在前边添加&，这是为什么呢？因为字符串名字或者数组名字在使用的过程中一般都会转换为地址，所以再添加&就是多此一举，甚至会导致错误了。

就目前学到的知识而言，int、char、float 等类型的变量用于 scanf() 时都要在前面添加&，而数组或者字符串用于 scanf() 时不用添加&，它们本身就会转换为地址。读者一定要谨记这一点。

至于数组名字（字符串名字）和地址的转换细节，以及数组名字什么时候会转换为地址，我们将在《数组到底在什么时候会转换为指针》一节中详细讲解，大家暂时“死记硬背”即可。

其实 scanf() 也可以读取带空格的字符串

以上是 scanf() 和 gets() 的一般用法，很多教材也是这样讲解的，所以大部分初学者都认为 scanf() 不能读取包含空格的字符串，不能替代 gets()。其实不然，scanf() 的用法还可以更加复杂和灵活，它不但可以完全替代 gets() 读取一整行字符串，而且比 gets() 的功能更加强大。比如，以下功能都是 gets() 不具备的：

• scanf() 可以控制读取字符的数目；
• scanf() 可以只读取指定的字符；
• scanf() 可以不读取某些字符；
• scanf() 可以把读取到的字符丢弃。

这些我们已经在《scanf的高级用法，原来scanf还有这么多新技能》讲解过了，本节就不再赘述了。

7.C语言数组是静态的，不能插入或删除元素

我们知道在C语言中，是不存在字符串这种数据类型的，字符串其实都是用字符数组来存储的。

因此理解数组的特性可以帮助我们更好的理解字符串。

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在C语言中，数组一旦被定义后，占用的内存空间就是固定的，容量就是不可改变的，既不能在任何位置插入元素，也不能在任何位置删除元素，只能读取和修改元素，我们将这样的数组称为静态数组。

反过来说，如果数组在定义后可以改变容量，允许在任意位置插入或者删除元素，那么这样的数组称为动态数组。

PHP、JavaScript 等解释型的脚本语言一般都支持动态数组，而 C、C++ 等编译型的语言一般不支持动态数组。

总之，C语言中的数组是静态的，一旦定义后长度就不能改变了，大家要注意这一点，不要尝试去插入或删除元素。

如果由于项目要求，必须要在数组中插入或者删除元素，该怎么办呢？没办法，只能再造一个新数组！

下面的代码演示了数组元素的插入和删除操作：

#include <stdio.h>
//自定义函数，用来输出数组元素
void display\_array(int arr[], int len){
    int i;
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main()
{
    int nums[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    int nums_new1[9];
    int nums_new2[11];
    int i;
   
    //删除nums第6个元素
    for(i=0; i<10; i++){
        //i等于6时直接跳过，不进行任何操作
        if(i < 6){
            nums_new1[i] = nums[i];
        }else if(i > 6){
            nums_new1[i-1] = nums[i];
        }
    }
    display\_array(nums_new1, 9);
   
    //在nums第6个元素后面插入一个整数 55
    for(i=0; i<10; i++){
        if(i < 7){
            nums_new2[i] = nums[i];
        }else if(i > 7){
            nums_new2[i+1] = nums[i];
        }else {  //i等于7
            nums_new2[i] = 55;
            nums_new2[i+1] = nums[i];
        }
    }
    display\_array(nums_new2, 11);
   
    return 0;
}

运行结果：
1 2 3 4 5 6 8 9 10
1 2 3 4 5 6 7 55 8 9 10

display_array() 是一个自己定义的函数，用来输出数组的所有元素；使用 display_array() 时，需要将数组名和数组长度传递给它。读者暂时知道这些即可，之后我们将在《C语言函数》一章中详细讲解。

这段代码总体的思路是使用 for 循环遍历所有的数组元素，并逐个给新的数组元素赋值。这种方法比较简单粗暴，更加高效和简洁的做法是直接复制数组内存，不过由于大家的知识还不充足，所以暂时无法讲解，等大家学了指针以后可以尝试使用 memcpy() 函数来解决。

C语言数组为什么是静态的

不能插入和删除数组元素有时候会非常麻烦，比如一个数组保存了某个班级的学生学号，现在有一名学生退学了，就得把 TA 从数组中剔除，但是C语言并不支持这么做，这就给编程带来了不小的麻烦。

数组元素都是紧挨着排布的，中间没有空隙，不管是插入元素还是删除元素，都得移动该元素后面的内存：

• 在第 i 个元素后面插入一个新元素时，第 i 个元素后面的所有元素都要往后移动一个元素的位置，从而给新元素腾出位置来。如果该数组后面紧跟的是其它有用数据，那么为了防止覆盖有用数据，还不敢直接往后移动元素，必须得重新开辟一块内存，把所有的元素都复制过去。
• 删除第 i 个元素就比较简单了，不管三七二十一，把第 i 个元素后面的所有元素都向前移动即可。

插入和删除数组元素都要移动内存，甚至重新开辟一块内存，这是相当消耗资源的。如果一个程序中有大量的此类操作，那么程序的性能将堪忧，这有悖于「C语言非常高效」的初衷，所以C语言并不支持动态数组。

另外，很多时候我们需要把数组的地址保存到一个变量里面（等大家学到指针时就会见到这种情况），如果数组重新开辟了内存，而变量里面的地址不跟着改变的话，后续再使用该变量就会导致错误。让C语言本身去维护这些变量的值，以保持同步更新，这又是不可能做到的，所以这个矛盾无法从根本上解决。

总之，为了保证程序执行效率，为了防止操作错误，C语言只支持静态数组，不支持动态数组。

---

了解了数组这个特性，那我们可以联想到，在已经创建了字符串/字符数组之后，那么赋值就需要注意。

字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义完了，就只能一个字符一个字符地赋值了。请看下面的例子：

char str[30] = {"c.biancheng.net"};
char str[30] = "c.biancheng.net";  //这种形式更加简洁，实际开发中常用

char str[7];
str = "abc123";  //错误
//正确
str[0] = 'a'; str[1] = 'b'; str[2] = 'c';
str[3] = '1'; str[4] = '2'; str[5] = '3';

8.字符数组和字符串的初始化和赋值

我们知道在C语言中，字符串的存储是靠数组，我们又又知道，在C语言中，数组和指针之间有着非常紧密的练习。

因此，在C语言中，表示字符串有两种方式，数组和指针(实际还是数组，字符数组指针)。

字符数组我们上面已经介绍了，下面我们来了解一下字符串指针。

1.C语言字符串指针（指向字符串的指针）

C语言中没有特定的字符串类型，我们通常是将字符串放在一个字符数组中，这在《C语言字符数组和字符串》中已经进行了详细讲解，这里不妨再来演示一下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net";
    int len = strlen(str), i;
    //直接输出字符串
    printf("%s\n", str);
    //每次输出一个字符
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", str[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：
c.biancheng.net
c.biancheng.net

字符数组归根结底还是一个数组，上节讲到的关于指针和数组的规则同样也适用于字符数组。更改上面的代码，使用指针的方式来输出字符串：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net";
    char \*pstr = str;
    int len = strlen(str), i;
    //使用\*(pstr+i)
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", \*(pstr+i));
    }
    printf("\n");
    //使用pstr[i]
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", pstr[i]);
    }
    printf("\n");
    //使用\*(str+i)
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", \*(str+i));
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：
c.biancheng.net
c.biancheng.net
c.biancheng.net

除了字符数组，C语言还支持另外一种表示字符串的方法，就是直接使用一个指针指向字符串，例如：

char \*str = "http://c.biancheng.net";

或者：

char \*str;
str = "http://c.biancheng.net";

字符串中的所有字符在内存中是连续排列的，str 指向的是字符串的第 0 个字符；我们通常将第 0 个字符的地址称为字符串的首地址。字符串中每个字符的类型都是char，所以 str 的类型也必须是char *。

下面的例子演示了如何输出这种字符串：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
    char \*str = "http://c.biancheng.net";
    int len = strlen(str), i;
   
    //直接输出字符串
    printf("%s\n", str);
    //使用\*(str+i)
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", \*(str+i));
    }
    printf("\n");
    //使用str[i]
    for(i=0; i<len; i++){
        printf("%c", str[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：
c.biancheng.net
c.biancheng.net
c.biancheng.net

这一切看起来和字符数组是多么地相似，它们都可以使用%s输出整个字符串，都可以使用*或[ ]获取单个字符，这两种表示字符串的方式是不是就没有区别了呢？

有！它们最根本的区别是在内存中的存储区域不一样，字符数组存储在全局数据区或栈区，第二种形式的字符串存储在常量区。全局数据区和栈区的字符串（也包括其他数据）有读取和写入的权限，而常量区的字符串（也包括其他数据）只有读取权限，没有写入权限。

内存权限的不同导致的一个明显结果就是，字符数组在定义后可以读取和修改每个字符，而对于第二种形式的字符串，一旦被定义后就只能读取不能修改，任何对它的赋值都是错误的。

我们将第二种形式的字符串称为字符串常量，意思很明显，常量只能读取不能写入。请看下面的演示：

#include <stdio.h>
int main(){
    char \*str = "Hello World!";
    str = "I love C!";  //正确
    str[3] = 'P';  //错误
    return 0;
}

这段代码能够正常编译和链接，但在运行时会出现段错误（Segment Fault）或者写入位置错误。

第4行代码是正确的，可以更改指针变量本身的指向；第5行代码是错误的，不能修改字符串中的字符。

到底使用字符数组还是字符串常量

在编程过程中如果只涉及到对字符串的读取，那么字符数组和字符串常量都能够满足要求；如果有写入（修改）操作，那么只能使用字符数组，不能使用字符串常量。

获取用户输入的字符串就是一个典型的写入操作，只能使用字符数组，不能使用字符串常量，请看下面的代码：

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[30];
    gets(str);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

运行结果：
C C++ Java Python JavaScript
C C++ Java Python JavaScript

最后我们来总结一下，C语言有两种表示字符串的方法，一种是字符数组，另一种是字符串常量，它们在内存中的存储位置不同，使得字符数组可以读取和修改，而字符串常量只能读取不能修改。

2.初始化

逐个字符初始化

当定义一个字符数组时，可以采用逐个字符初始化的方式：

char str[10]={ 'h','e','l','l','o'};

当显示指定的字符不足字符数组的长度时，编译器将剩余字符置为空字符’\0’。

字符串常量来初始化字符数组

在C语言中，将字符串作为字符数组来处理，因此可以使用字符串来初始化字符数组。

char str[]={"hello"};

也可以省略花括号。

char str[10]="hello";

不及字符数组长度时，剩余字符置为空字符’\0’。因此，我们不难得出，当为一个字符数组初始化为空字符数组的做法有如下几种：

char test1[256]="";
char test2[256]={""};
char test3[256]={0};
char test3[256]={'\0'};

使用字符指针

因为字符指针只是一个指针，指向一块连续的内存，自己本身没有申请内存空间，因此只能将其赋值指向一个字符串。

使用字符指针来访问一个字符串,通过字符指针指向存放字符串数组的首元素地址来进行访问.

char \* a ="hello!" ;

但在这可以：

char \* a ；

a="hello!" ; //正确

注意：这里只是用字符指针指向一个字符串，它依然是用字符数组存储的，这里只是把字符串首地址赋值给a！

这里是一个字符串常量，所以只能读，不能写

char c =a[0];   //正确

a[0]='a';     //错误

3.赋值

因为字符指针指向一个字符串，指向的字符串为字符常量，不能修改，因此这边的复制将的是字符数组的赋值。

当为已经完成定义的字符数组赋值时，不能采用类似于初始化的方式为字符数组赋值了。如下语句是错误的：

char str[10];       //已经完成定义（包括编译器默认的初始化）
str={'a','d','s'};  //错误
str="abc";          //错误
str={0};            //错误

错误的原因是字符数组名代表字符数组的收地址，不可修改，不能作为左值。左值的概念见博客：认识左值与常引用。

逐个字符赋值

（1）for循环的方式。

char str[10];
for(int i=0;i<sizeof(str):++i)
    str[i]='\0';

（2）使用memset()赋值，较for循环高效率，建议使用。当然为字符数组置空应该在初始化时完成，不应该再多次一举。

char str[10];
memset(str,0,sizeof(str));

拷贝赋值

利用已有的字符串，通过memcpy,strcpy或者strncpy等函数实现拷贝赋值，参考代码如下：

char str[10];
char str2[]="hello";
memcpy(str,str2,sizeof(str2));
strcpy(str,str2);
strncpy(str,str2,strlen(str2)+1);

三、C++ string类（C++字符串）完全攻略

string 类是 STL 中 basic_string 模板实例化得到的模板类。其定义如下：

typedef basic_string string;

basic_string 此处可以不必深究。

string 类的成员函数有很多，同一个名字的函数也常会有五六个重载的版本。篇幅所限，不能将这些原型一一列出并加以解释。这里仅对常用成员函数按功能进行分类，并直接给出应用的例子，通过例子，读者可以基本掌握这些成员函数的用法。

要想更深入地了解 string 类，还要阅读 C++ 的参考手册或编译器自带的联机资料。对于前面介绍过的字符串处理的内容，这里不再重复说明。

1. 构造函数

string 类有多个构造函数，用法示例如下：

string s1();  // si = ""
string s2("Hello");  // s2 = "Hello"
string s3(4, 'K');  // s3 = "KKKK"
string s4("12345", 1, 3);  //s4 = "234"，即 "12345" 的从下标 1 开始，长度为 3 的子串

为称呼方便，本教程后文将从字符串下标 n 开始、长度为 m 的字符串称为“子串(n, m)”。

string 类没有接收一个整型参数或一个字符型参数的构造函数。下面的两种写法是错误的：

string s1('K');
string s2(123);

2. 对 string 对象赋值

可以用 char* 类型的变量、常量，以及 char 类型的变量、常量对 string 对象进行赋值。例如：

string s1;
s1 = "Hello";  // s1 = "Hello"
s2 = 'K';  // s2 = "K”

string 类还有 assign 成员函数，可以用来对 string 对象赋值。assign 成员函数返回对象自身的引用。例如：

string s1("12345"), s2;
s3.assign(s1);  // s3 = s1
s2.assign(s1, 1, 2);  // s2 = "23"，即 s1 的子串(1, 2)
s2.assign(4, 'K');  // s2 = "KKKK"
s2.assign("abcde", 2, 3);  // s2 = "cde"，即 "abcde" 的子串(2, 3)

3. 求字符串的长度

length 成员函数返回字符串的长度。size 成员函数可以实现同样的功能。

4. string对象中字符串的连接

除了可以使用+和+=运算符对 string 对象执行字符串的连接操作外，string 类还有 append 成员函数，可以用来向字符串后面添加内容。append 成员函数返回对象自身的引用。例如：

string s1("123"), s2("abc");
s1.append(s2);  // s1 = "123abc"
s1.append(s2, 1, 2);  // s1 = "123abcbc"
s1.append(3, 'K');  // s1 = "123abcbcKKK"
s1.append("ABCDE", 2, 3);  // s1 = "123abcbcKKKCDE"，添加 "ABCDE" 的子串(2, 3)

5. string对象的比较

除了可以用 <、<=、==、!=、>=、> 运算符比较 string 对象外，string 类还有 compare 成员函数，可用于比较字符串。compare 成员函数有以下返回值：

• 小于 0 表示当前的字符串小；
• 等于 0 表示两个字符串相等；
• 大于 0 表示另一个字符串小。

例如：

string s1("hello"), s2("hello, world");
int n = s1.compare(s2);
n = s1.compare(1, 2, s2, 0, 3);  //比较s1的子串 (1,2) 和s2的子串 (0,3)
n = s1.compare(0, 2, s2);  // 比较s1的子串 (0,2) 和 s2
n = s1.compare("Hello");
n = s1.compare(1, 2, "Hello");  //比较 s1 的子串(1,2)和"Hello”
n = s1.compare(1, 2, "Hello", 1, 2);  //比较 s1 的子串(1,2)和 "Hello" 的子串(1,2)

6. 求 string 对象的子串

substr 成员函数可以用于求子串 (n, m)，原型如下：

string substr(int n = 0, int m = string::npos) const;

调用时，如果省略 m 或 m 超过了字符串的长度，则求出来的子串就是从下标 n 开始一直到字符串结束的部分。例如：

string s1 = "this is ok";
string s2 = s1.substr(2, 4);  // s2 = "is i"
s2 = s1.substr(2);  // s2 = "is is ok"

7. 交换两个string对象的内容

swap 成员函数可以交换两个 string 对象的内容。例如：

string s1("West”), s2("East");
s1.swap(s2);  // s1 = "East"，s2 = "West"

8. 查找子串和字符

string 类有一些查找子串和字符的成员函数，它们的返回值都是子串或字符在 string 对象字符串中的位置（即下标）。如果查不到，则返回 string::npos。string: :npos 是在 string 类中定义的一个静态常量。这些函数如下：

• find：从前往后查找子串或字符出现的位置。
• rfind：从后往前查找子串或字符出现的位置。
• find_first_of：从前往后查找何处出现另一个字符串中包含的字符。例如：
• s1.find_first_of(“abc”); //查找s1中第一次出现"abc"中任一字符的位置
• find_last_of：从后往前查找何处出现另一个字符串中包含的字符。
• find_first_not_of：从前往后查找何处出现另一个字符串中没有包含的字符。
• find_last_not_of：从后往前查找何处出现另一个字符串中没有包含的字符。

下面是 string 类的查找成员函数的示例程序。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string s1("Source Code");
    int n;
    if ((n = s1.find('u')) != string::npos) //查找 u 出现的位置
        cout << "1) " << n << "," << s1.substr(n) << endl;
    //输出 l)2,urce Code
    if ((n = s1.find("Source", 3)) == string::npos)
        //从下标3开始查找"Source"，找不到
        cout << "2) " << "Not Found" << endl;  //输出 2) Not Found
    if ((n = s1.find("Co")) != string::npos)
        //查找子串"Co"。能找到，返回"Co"的位置
        cout << "3) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;
    //输出 3) 7, Code
    if ((n = s1.find\_first\_of("ceo")) != string::npos)
        //查找第一次出现或 'c'、'e'或'o'的位置
        cout << "4) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;
    //输出 4) l, ource Code
    if ((n = s1.find\_last\_of('e')) != string::npos)
        //查找最后一个 'e' 的位置
        cout << "5) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;  //输出 5) 10, e
    if ((n = s1.find\_first\_not\_of("eou", 1)) != string::npos)
        //从下标1开始查找第一次出现非 'e'、'o' 或 'u' 字符的位置
        cout << "6) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;
    //输出 6) 3, rce Code
    return 0;
}

9. 替换子串

replace 成员函数可以对 string 对象中的子串进行替换，返回值为对象自身的引用。例如：

string s1("Real Steel");
s1.replace(1, 3, "123456", 2, 4);  //用 "123456" 的子串(2,4) 替换 s1 的子串(1,3)
cout << s1 << endl;  //输出 R3456 Steel
string s2("Harry Potter");
s2.replace(2, 3, 5, '0');  //用 5 个 '0' 替换子串(2,3)
cout << s2 << endl;  //输出 HaOOOOO Potter
int n = s2.find("OOOOO");  //查找子串 "00000" 的位置，n=2
s2.replace(n, 5, "XXX");  //将子串(n,5)替换为"XXX"
cout << s2 < < endl;  //输出 HaXXX Potter

10. 删除子串

erase 成员函数可以删除 string 对象中的子串，返回值为对象自身的引用。例如：

string s1("Real Steel");
s1.erase(1, 3);  //删除子串(1, 3)，此后 s1 = "R Steel"
s1.erase(5);  //删除下标5及其后面的所有字符，此后 s1 = "R Ste"

11. 插入字符串

insert 成员函数可以在 string 对象中插入另一个字符串，返回值为对象自身的引用。例如：

string s1("Limitless"), s2("00");
s1.insert(2, "123");  //在下标 2 处插入字符串"123"，s1 = "Li123mitless"
s1.insert(3, s2);  //在下标 2 处插入 s2 , s1 = "Li10023mitless"
s1.insert(3, 5, 'X');  //在下标 3 处插入 5 个 'X'，s1 = "Li1XXXXX0023mitless"

12. 将 string 对象作为流处理

使用流对象 istringstream 和 ostringstream，可以将 string 对象当作一个流进行输入输出。使用这两个类需要包含头文件 sstream。

示例程序如下：

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string src("Avatar 123 5.2 Titanic K");
    istringstream istrStream(src); //建立src到istrStream的联系
    string s1, s2;
    int n;  double d;  char c;
    istrStream >> s1 >> n >> d >> s2 >> c; //把src的内容当做输入流进行读取
    ostringstream ostrStream;
    ostrStream << s1 << endl << s2 << endl << n << endl << d << endl << c <<endl;
    cout << ostrStream.str();
    return 0;
}

程序的输出结果是：
Avatar
Titanic
123
5.2
K

第 11 行，从输入流 istrStream 进行读取，过程和从 cin 读取一样，只不过输入的来源由键盘变成了 string 对象 src。因此，“Avatar” 被读取到 s1，123 被读取到 n，5.2 被读取到 d，“Titanic” 被读取到s2，‘K’ 被读取到 c。

第 12 行，将变量的值输出到流 ostrStream。输出结果不会出现在屏幕上，而是被保存在 ostrStream 对象管理的某处。用 ostringstream 类的 str 成员函数能将输出到 ostringstream 对象中的内容提取出来。

13. 用 STL 算法操作 string 对象

string 对象也可以看作一个顺序容器，它支持随机访问迭代器，也有 begin 和 end 等成员函数。STL 中的许多算法也适用于 string 对象。下面是用 STL 算法操作 string 对象的程序示例。

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string s("afgcbed");
    string::iterator p = find(s.begin(), s.end(), 'c');
    if (p!= s.end())
        cout << p - s.begin() << endl;  //输出 3
    sort(s.begin(), s.end());
    cout << s << endl;  //输出 abcdefg
    next\_permutation(s.begin(), s.end());
    cout << s << endl; //输出 abcdegf
    return 0;
}

四、字符数组、字符指针和string对象之间的转换

在C/C++中，我们可以用字符数组和字符指针来表示字符串。

在C++中，我们可以同时使用字符数组、字符指针和string对象来表示字符串，因此有时我们需要在这几种字符串的表示方法中切换。

字符数组转化成string类型

char ch [] = "ABCDEFG";
string str(ch);//也可string str = ch;
或者
char ch [] = "ABCDEFG";
string str;
str = ch;//在原有基础上添加可以用str += ch;

可以直接转换

将string类型转换为字符数组

char buf[10];
string str("ABCDEFG");
length = str.copy(buf, 9);
buf[length] = '\0';
或者
char buf[10];
string str("ABCDEFG");
strcpy(buf, str.c\_str());//strncpy(buf, str.c\_str(), 10);

实验 ： 字符串、数组、指针三者转换

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{ 
	string str1= "String";
	char ch[]={"charactar"};
	char \*p = (char \*)"Point";    //强制转换赋值

	str1 = ch;				    //字符串与数组 
	cout << str1 << endl ;
	str1= "String";
	//ch = str1; //错误，不能直接赋值

	str1 = \*p ;				    //字符串与指针
	cout << str1 << endl;	    //
	//p = str1;

	p = ch;						//数组与指针
	cout << \*p <<endl;		    //只输出ch首地址的内的c字符,需要调用循环
	//ch = p;

	return 0;
}

输出：

character

p

c

---

更加详细的可以参考这篇博客：c++ 中 char 与 string 之间的相互转换问题

五、字符操作函数，内存操作函数详解

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