C: 字符串基础
C语言里的字符串就像一条以空字符结尾的项链——每颗珠子是一个字符，最后一颗是透明的终止符\0，告诉别人"项链到此结束"。
1. 字符数组与字符串
C语言没有专门的字符串类型，字符串本质是以\0（空字符）结尾的字符数组。\0的ASCII码为0，它标志着字符串的结束。
char str[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
这个数组有6个元素：5个可见字符加1个\0。没有\0，就只是普通字符数组，不能当作字符串使用。
字符串字面量（双引号）自动在末尾添加\0：
char str[] = "Hello";
数组长度为6（5个字符 + 1个\0），编译器自动计算。也可以指定更大长度，多余位置填\0：
char str[10] = "Hello";
str[5]到str[9]都是\0。
'H'是字符（占1字节），双引号"Hello"是字符串（隐含\0），两者不同。
2. 字符串声明与初始化
(1) 字符数组方式
char s1[] = "abc";
char s2[10] = "abc";
char s3[] = {'a', 'b', 'c', '\0'};
三种方式等价于字符串"abc"。注意s3必须手动加\0。
(2) 字符指针方式
const char *s4 = "abc";
s4指向字符串常量的首字符。字符串常量存储在只读区域，尝试修改会导致未定义行为：
s4[0] = 'A';
这是错误的。而字符数组是可修改的：
s1[0] = 'A';
合法，s1的内容变为"Abc"。
const修饰，编译器会在你尝试修改时给出警告。
(3) 指针与数组的区别
char arr[] = "hello";
const char *ptr = "hello";
arr是数组，在栈上分配内存，内容可修改，sizeof(arr)是6ptr是指针，指向只读区的字符串常量，sizeof(ptr)是指针大小（4或8字节）
3. 字符串输入输出
(1) printf和scanf
用%s格式说明符输入输出字符串：
char name[20];
scanf("%s", name);
printf("你好, %s!\n", name);
scanf读字符串遇到空白符（空格、换行、制表符）就停止，所以无法读入包含空格的整行。
scanf不会检查缓冲区大小，输入超过数组长度会导致越界。可以限制读取长度：
scanf("%19s", name);
最多读19个字符，留1个位置给\0。
(2) puts和gets
puts输出字符串并自动加换行：
char msg[] = "Hello";
puts(msg);
等价于printf("%s\n", msg);。
gets读取一整行（包括空格），直到换行符：
char line[100];
gets(line);
(3) fgets
fgets是gets的安全替代：
char line[100];
fgets(line, sizeof(line), stdin);
参数依次为：存储缓冲区、最大读取字节数（含\0）、输入流。fgets会保留换行符在字符串末尾（如果读到了换行符且还有空间）。
去除末尾换行符的常用写法：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(void) {
char line[100];
fgets(line, sizeof(line), stdin);
int len = strlen(line);
if (len > 0 && line[len - 1] == '\n') {
line[len - 1] = '\0';
}
printf("[%s]\n", line);
return 0;
}
▶ 示例
读取用户姓名和一行自我介绍：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void trim_newline(char *s) {
int len = strlen(s);
if (len > 0 && s[len - 1] == '\n') {
s[len - 1] = '\0';
}
}
int main(void) {
char name[30];
char intro[200];
printf("请输入姓名: ");
fgets(name, sizeof(name), stdin);
trim_newline(name);
printf("请输入自我介绍: ");
fgets(intro, sizeof(intro), stdin);
trim_newline(intro);
printf("\n--- 个人信息 ---\n");
printf("姓名: %s\n", name);
printf("介绍: %s\n", intro);
return 0;
}
请输入姓名: 张三
请输入自我介绍: 我是一名C语言初学者
--- 个人信息 ---
姓名: 张三
介绍: 我是一名C语言初学者
4. strlen函数
strlen声明在<string.h>中，返回字符串的长度（不含\0）：
#include <string.h>
char s[] = "Hello";
printf("%zu\n", strlen(s));
输出5。注意sizeof(s)是6（含\0），strlen(s)是5（不含\0）。
strlen的工作原理是从首字符开始逐个计数，直到遇到\0：
size_t my_strlen(const char *s) {
size_t len = 0;
while (s[len] != '\0') {
len++;
}
return len;
}
如果字符数组没有\0结尾，strlen会一直读下去，直到偶然遇到0字节，这是很危险的。
5. 字符指针初识
字符指针可以指向字符数组或字符串常量：
char arr[] = "world";
const char *ptr = "world";
ptr = arr;
printf("%s\n", ptr);
指针可以被重新赋值指向不同的字符串，而数组名是常量不可修改：
ptr = "another string";
合法。但：
arr = "another string";
非法，数组名不能赋值。
遍历字符串的指针方式：
const char *p = "Hello";
while (*p != '\0') {
printf("%c", *p);
p++;
}
printf("\n");
*p解引用得到当前字符，p++移动到下一个字符的位置。指针的步长由指向类型决定，char *每步移动1字节。
▶ 示例
用字符指针实现字符串逆序输出：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void print_reverse(const char *s) {
const char *p = s + strlen(s) - 1;
while (p >= s) {
putchar(*p);
p--;
}
putchar('\n');
}
int main(void) {
print_reverse("Hello");
print_reverse("ABCDEF");
return 0;
}
olleH
FEDCBA
先让指针p跳到字符串最后一个字符（\0前面一位），然后从后向前逐个输出。
❓ 常见问题
'a'和"a"有什么区别？'a'是字符常量，占1字节；"a"是字符串常量，占2字节（'a'加'\0'），类型是char[]。sizeof和strlen对字符串结果为什么不同？sizeof返回数组占内存总字节数（含\0），strlen返回\0之前的字符个数。fgets读到换行符怎么办？fgets会把换行符存入缓冲区。通常需要手动检查并替换为\0来去除。📖 小节
- C字符串是以
\0结尾的字符数组，\0是字符串操作函数判断结束的依据 - 字符数组可修改内容，字符指针指向常量时不可修改
- 用
fgets代替gets读取字符串，始终指定缓冲区大小 strlen返回有效字符数，sizeof返回数组总大小- 字符指针可以遍历字符串，每步移动一个char的位置
📝 作业
- 编写程序，用
fgets读取一行文本，统计其中字母、数字和其他字符的个数。 - 编写函数
void str_replace_char(char *s, char old, char new_ch)，将字符串s中所有old字符替换为new_ch。 - 编写函数用字符指针方式计算字符串长度，不使用
strlen。
