7.4 字符串及应用

上一节介绍了二维数组的定义、初赋值、内存映象及数组元素的使用。本节主要讲字符串、字符串的的存储和使用。

文字处理是计算机应用的重要工作。近年来，计算机更多地被用来文字处理而非数值处理，如文字的输入、编辑、排版、查找、替换和输出等。为了能进行简单文字处理，C语言可以通过定义字符型数据来完成一些的工作。如：

char ch;
ch=getchar( );
putchar(ch);

以上代码定义了一个字型变量，并且可以通过getchar函数输入一个字符存放到字符变量ch中，再通过putchar(ch)把字符输出来。字符常量用单引号定界，可以是普通字符，如'A'、'#'、'9'等，也可以是转义字符，如'\n'、'\t'、'\x41'、'\101等。如果两个单引号之间什么也没有，如'',则称为空字符，这与空白' '字符不同,空白字符中有一个称为空格的符号。

很多时候，我们要处理更多的字符，因此我们可以把这些字符按顺序排列，并用一对双引号（"")定界，称为字符串常量。回顾一下，我们在学习scanf与printf函数时，函数的第一个参数——格式控制字符串就是字符串。如：

"Hello,world!\n"
"a=%d，b=%d\n"

如果要让屏幕上显示的Hello,world两端带有双引号(")，则字符串要写成这样的形式：

"\"Hello,world!\"\n"

此时字符串用转义符号'\"'表示双引号，目的是要与用来定界的双引号区别开。

字符串常量可以用printf输出，此时要用%s格式符表示。如;

printf("Hello,%s","world!\n");

printf函数执行时，会把字符串"world!\n"去代替格式控制字符串中的%s，因此屏幕上显示：

Hello,world!

字符串常量被保存在连续的存储空间中，最后用一个特殊的字符'\0'表示字符串的结束，如“Hello,world!”在内存中是这样保存的：

字符串常量"Hello,world!"占用的存储空间中的内容是不可被改变的。我们看到的是一串符号，但在计算机中字符串常量是其第一个字符的首地址，如上图，"Hello,world!"的值是一个地址数值xxx01，即字符'H'的首地址。我们可以通过以下输出来验证字符串是一个地址的事实：

printf("%d","Hello,world!\n");

注意这里用的格式符是%d，而不是%s。因此语句执行后显示的结果是一个整数，而不是字符串本身。

很遗憾C语言没有提供字符串变量，这使操作字符串时稍稍麻烦些。由于字符串占用连续存储空间，所以可以通过定义字符数组来保存字符串。如:

char str[80];

字符数组str可以存放79个字符的字符串，因为要留一个字符来存储字符串结束标志'\0'。字符串在定义的同时是可以被赋初值的，有以下几种赋初值的办法：

char str[80]={'H','e','l','l','o','!','\0'};
char str[80]="Hello!";
char str[80]={"Hello!"};

三种赋初值的结果都一样，但是第一种很显然要麻烦得多，因为一个字符一个字符赋值，并且在最后不能忘记字符串结束标'\0'。而后两种赋初值，会依次把每个字符复制到字符数组str的每个元素中，含最后的字符串结束符号'\0'。

字符串的输出可以用printf或puts函数实现。用printf函数时，要在格式控制字符串中用格式符%s指定，用puts不需要指它格式符，如：

printf("%s",str);
puts(str);

我们前面讲过，数组名字是地址常量，因此str是一个地址。那么怎么输出字符串呢？执行以上语句时，printf函数从str地址对应的字符开始逐个字符输出，直到碰到字符串结束标志'\0'为止。我们可以用前面学习的数组元素的输出方法(逐个元素）来输出字符串，即：

for(i=0;str[i]!='\0';i++)
         putchar(str[i]);

与一维数组输出不同是循环控制条件。前面用i小于数组长度来表示。字符串的长度可以用strlen函数来确定，但如果先求字符串长度再输出显示多消耗了一些时间。因为知道字符串以'\0'结束。因此，循环条件可设为为str[i]!='\0'，即当第i个字符为'\0'时，表示字符串结束，退出循环。

知道了字符串的输出方法后，我们来看一如何输入字符串保存到数组中。我们可以用getchar函数一个字符一个字符地输入，输入一个就保存到数组对应的元素中，此时需要一个计数器记录当前输入的字符个数，只要不碰到回车我们继续输入。给字符数组输入字符串的代码段为：

cnt=0; //计数器为零，表示初始没有字符
while( (ch=getchar( ))!='\0'){
     str[cnt]=ch;
     cnt++;
}
str[cnt]='\0';

以上代码能完成了字符串的输入并保存到字符数组str中，但是这里假定了str数组是无限长的，在实际应用时，还要限定输入字符串的长度，如cnt<maxLen。由于cnt使用完后再加1，因此可以把字符串输入代码改写为：

cnt=0;
while( (ch=getchar( ))！='\n'  && cnt<maxLen)
       str[cnt++]=ch;
str[cnt]='\0';

当然我们可以用scanf函数来实现字符串的输入，此时格式控制字符串中要使用%s格式符，如：

scanf("%d",str);

由于数组名str本身是一个地址常量，所以不能在str的前面用取地址运算符&。但是scanf只能实现没有空格的字符串输入，如果输入的字符串含有空格，只取空格前的字符串放到数组中。

也可以用使用gets函数来实现字符串的输入，与scanf相比，可以输入带有空格的字符串，输入方式为：

gets(str);

上面，我们已经学习字符串的概念、存储与字符串的输入与输出，以下通过几个实例深入掌握字符串的应用。

例1：输入一个以回车符为结束标志的字符串（少于80个字符），判断该字符串是否为回文。回文指的是字符串中心对称或正向读与反向读都是一样的，如“abcba” “abccba”是回文，“abcdba”不是回文。

字符串的输入与输出，我们可以直接使用前面的方法实现，所以本例的关键是判断字符串str是否回文。为此，可设两个变量i、j，i保存字符串前面的字符的下标，j保存字符串后面字符的下标，初始时i为0,j为字符串最后一个字符下标(字符串长度-1)。比较str[i]与str[j]，如果两个字符相等，则分别让i加1、j减1。如果不等或者i比j大，则程序结束。

完整的程序如下：

#include <stdio.h>
int main( )
{
char str[80],ch;
int cnt=0,i,j;
while( cnt<80 && ( ch=getchar( ))!='\0')
      str[cnt++]=ch;
str[cnt]='\0';
i=0;j=cnt-1;
while(i<j && str[i]==str[j]){
         i++;j--;
}
if( i >= j) printf("It is a plalindrome\n");
else printf("It is not a plalindrome\n");
return 0;
}

程序使用i>=j判断是否回文，原因是如果不是回文，一定是因为条件str[i]!=str[j]退出的，此时i小于j。只有从条件i>=j退出，此时说明是回文。

例2：输入一个以回车符为结束标志的字符串（少于80个字符），统计其中数字字符'0'……'9'的个数。

本例我们用gets输入字符串str，然后依次检验每个字符str[i]是否是数字，如果是则让记数器cnt加1。检验字符str[i]的代码为：

if(str[i]>='0' && str[i]<='9')
             cnt++;

由于'\0'之前的每个字符都要被检验到，因此可以使用for循环或while循环实现，用for循环如下：

for(i=0;str[i]!='\0';i++) //str[i]!='\0'可简写为str[i]
         if(str[i]>='0' && str[i]<='9')
                       cnt++;

完整的程序如下：

#include<stdio.h>
int main( )
{
char str[80];
int cnt=0;
gets(str);
for(i=0;str[i]!='\0';i++)                      //str[i]!='\0'可简写为str[i]
          if(str[i]>='0' && str[i]<='9')
                 cnt++;
printf("count=%d\n",cnt);
return 0;
}

例3：输入一个以回车符为结束标志的字符串（少于20个字符），提取其中所有的数字字符（ '0'……'9' ），将其转换为一个十进制整数输出。

分析：如有字符串“abc1xyz2uvw3#yuv”，提取的数字字符应该是'1'、'2'、'3'，因此构成的十进制整数是123。如何才能把'1'、'2'、'3'变成十进制整数呢？

假设该十进制数为x，则x的初值为0。然后碰到'1'后，要把1放在x的之后(01)，可让x乘以10再加上'1'对应的数1,即：x=x*10+'1'-'0'=1;当碰到'2'时，要把2放在x之后（12)，可让x乘以10再加上'2'对应的数2，即：x=x*10+'2'-'0'=10+2=12。最后，要把'3'放在x之后(123)，即让x=x*10+'3'-'0'=12*10+3=123。因此当str[i]是数字时要作如下处理：

if(str[i]>='0' && str[i]<='9')
           x=x*10+str[i]-'0'; //让str[i]作为x的个位

用for循环对字符串每个字符进行处理，代码如下:

for(i=0;str[i];i++)
        if(str[i]>='0' && str[i]<='9')
                  x=x*10+str[i]-'0';

完整的程序如下：

#include <stdio.h>
int main( )
{
char str[20],ch;
long long x=0;
short int cnt=0,i;
while( cnt<20 && ( ch=getchar( ) )!='\0')
          str[cnt++]=ch;
str[cnt]='\0';
for(i=0;str[i];i++)
         if(str[i]>='0' && str[i]<='9')
                  x=x*10+str[i]-'0';
printf("%Ld\n",x);
return 0;
}

最后讲一下字符串的长度，字符串的长度指的是字符串中包含字符的个数。空字符串""指的是不包括任何字符的串，只有一个字符结束符'\0'，因此字符串长度为0。字符串"Hello world!"的字符个数为12。但是如果字符串中含有转义符，则多个符号表示的转义符只算作一个字符，如：字符串"\\\x41\\"长度为3而不是8，因为'\\'是一个字符，'\x41'是一个字符'A',如果用printf输出，显示为：\A\。

本节主要介绍了字符串常量及用字符串数组保存、输入与输出字符串的方法。字符串的应用很频繁，初学者只有不断加强字符串编程训练才能更好掌握字符串应用。本节就讲到这里，下次再见！