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C/C++字符串

文章目录

  • 前言
  • 一、字符串简介
  • 二、字符串定义形式
    • 1、以字符数组形式定义
    • 2、以char*形式定义
    • 3、以const char*形式定义
    • 4、以string形式
  • 三、地址输出
  • 四、sizeof和strlen比较
  • references


前言

本文用于记录C/C++中字符串的相关知识

一、字符串简介

字符型变量(char)用于存储一个单一字符,其中每个字符变量都会占用 1 个字节。在给字符型变量赋值时,需要用一对英文半角格式的单引号(’ ‘)把字符括起来。字符变量实际上并不是把该字符本身放到变量的内存单元中去,而是将该字符对应的 ASCII 编码放到变量的存储单元中。char的本质就是一个1字节大小的整型。
**字符串是内存中一段连续的char空间,以’\0’(数字0)结尾。**字符串常量是由双引号括起来的字符序列,如“china”、“C program”,“$12.5”等都是合法的字符串常量。

字符串常量与字符常量的不同
每个字符串的结尾,编译器会自动的添加一个结束标志位’\0’,即 “a” 包含两个字符’a’和’\0’。
在这里插入图片描述

二、字符串定义形式

1、以字符数组形式定义

字符串一定是一个char型数组,但char型数组未必是字符串

 char str1[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
 printf("%s\n", str1); // 普通字符数组,一般输出为乱码
 char str2[] =  {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', 0};
 char str3[] =  {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
 printf("%s\n", str2); // hello
 printf("%s\n", str3); // hello

测试数组的大小和字符串的长度

char str4[] = "hello world";
char str5[100] = "hello world";
char str6[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', 0};
char str7[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
printf("str4=%d\n", strlen(str4)); //11
printf("str5=%d\n", strlen(str5)); //11
printf("str6=%d\n", strlen(str6)); //11
printf("str7=%d\n", strlen(str7)); //11
printf("str8=%d\n", strlen(str8)); //11
printf("str4=%d\n", sizeof(str4)); //12
printf("str5=%d\n", sizeof(str5)); //100
printf("str6=%d\n", sizeof(str6)); //12
printf("str7=%d\n", sizeof(str7)); //12
printf("str8=%d\n", sizeof(str8)); //100

首先需要注意的是sizeof是关键字不是函数,不需要包含任何头文件,而且strlen和sizeof返回类型是size_t,格式化输出%d会产生如下警告:
在这里插入图片描述
言归正传,从输出结果可以看出,strlen函数不会计算最后的结束标志符’\0’,无论是人为添加的(如str6\str7)或编译器添加的(如str4),str5、str8是一个长度为100的字符型数组,其未初始化位置默认初始化为0。
注意:定义字符数组一定要进行初始化!
看下面这个例子:

  • 未初始化

    void test01()
    {
        char test[40];
        for(int i=0; i<26; ++i)
        {
            test[i] = 'A' + i;
        }
        for(int i=0; i<26; ++i)
        {
            printf("%c ", test[i]);
        }// A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
        printf("\n");
        printf("%d\n", sizeof(test)); // 40
        printf("%d\n", strlen(test)); // 29
    }
    
  • 初始化

    void test02()
    {
        char test[40] = {0};
        for(int i=0; i<26; ++i)
        {
            test[i] = 'A' + i;
        }
        for(int i=0; i<26; ++i)
        {
            printf("%c ", test[i]);
        }// A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 
        printf("\n");
        printf("%d\n", sizeof(test)); // 40
        printf("%d\n", strlen(test)); // 26
    }
    

从输出结果可以看出,未初始化的字符数组strlen后的结果不对,这是因为当我们对test字符串进行时,申请到一块内存,此时这块内存中可能储存有值,导致使用strlen计算test字符串时找不到字符串结束标志 ’\0‘(strlen不计算\0的结果),而会在test申请的那片内存后面一直找下去,找到 ’\0‘ 后输出,计算的结果,此时输出的结果肯定错误的结果。

2、以char*形式定义

char*本质上是一个常量指针。

char *s1 = "hello";
//s1[0] = 'H'; erro
s1 = "world";
printf("%s\n",s1); // world

char*是一个常量指针(常量的指针),即它指向的内存中的内容不能发生改变,但它可以改变自身的指向。

 char s2[] = "java";
 char *s3 = "python";
 s3 = s2;

注意:char*形式定义字符串具有风险

char *p = "hello";
  1. 在栈区开辟内存放char* p。
  2. 在常量存储区开辟内存放"hello"。
  3. 将"hello"中第一个字符的内存地址赋值给p。

其中,"hello"是不允许修改的。当你试图去修改内存中的常量区,肯定会报错!

3、以const char*形式定义

const char* 是一个常量指针,表示指针的指向可以修改,指针的值无法修改。

const char* s1 = "hello";
printf("%s\n", s1);
char s2[] = "world";
s2[0] = 'W';
s1 = s2;
printf("%s\n", s1);
//s1[0] = 'w'; error 表达式必须是可修改的左值

相较于char * 形式,const char * 的形式更加直接明了,建议使用这种形式。

4、以string形式

区别stringchar*
本质STL中的一个容器,封装了char *常量指针
内存管理由系统进行管理,无需手动处理堆/栈,如果是堆需要手动进行释放
  • string 和 const char*互转

    //string转const char*
    #include <string>
    string s = "sss";
    const char* c = s.c_str();
     
    //const char*转string
    const char* c = "ppp";
    string s = c;
    
  • string 和 char *互转

    //string转char*
    #include <string>
    string str = "string";
    //法一
    char* chr = const_cast<char*>(str.c_str());
    //法二
    char *cstr = &str[0];
     
     
    //char*转string
    char* c = "ppp";
    string s = c;
    
    

三、地址输出

  • printf

    char s1[] = "hello";
    char *s2 = "hello";
    const char *s3 = "hello";
    char s4[10] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
    printf("%p\n", s1); // 0x16d3ab1a0
    printf("%p\n", s2); // 0x102a57fa2
    printf("%p\n", s3); // 0x102a57fa2
    printf("%p\n", s4); // 0x16d3ab1a8
    
  • cout

    char s1[] = "hello";
    char *s2 = "hello";
    const char *s3 = "hello";
    char s4[10] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};
    string s5 = "hello";
    cout << &s1 << endl; //0x16b08b1b0
    cout << &s2 << endl; //0x16b08b1a8
    cout << &s3 << endl; //0x16b08b1a0
    cout << &s4 << endl; //0x16b08b1b8
    cout << &s5 << endl; //0x16b1ff188
    

四、sizeof和strlen比较

sizeofstrlen
性质运算符函数
头文件string.h
功能以字节为单位计算操作数占用的内存大小计算字符串的长度 (strlen函数遇到\0就会停止下来,返回\0前出现的字符个数,不包括\0)
时间编译时运行时
返回值size_tsize_t
参数基本类型/自定义类型const char*\char*\char[]

references

C、C++ 对于char*和char[]的理解
char * 和const char *的区别

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