[笔记]指针与字符串
学完指针与函数，指针与数组后，我接触到了新的数据类型，字符串
在C语言中，字符串是字符的集合，可利用数组（指针常量），或者指针变量来表示
- char *str1="Apple ipod";
表示str1指向字符串的第一个字符‘A’，我们用图来详细描述
也可以用数组的表示法，如下所示：
- char str2[10]="Apple iPod"
str2是一个数组名，表示此数组第一个元素的地址（相当于&str2[0]），str+1表示数组的第二个元素的地址（相当于&str2[1]）,........以此类推，str2+10则是字符（‘0’）的地址，字符的最后都有一个空字符（‘0’），作为字符串的结束点，若缺少它，将会产生错误的答案
注意点：str1是指针变量，而str2是指针常量，所以str2不可以使用++（自增）和--（自减）运算符。
首先，利用指针变量指向一个字符串，并以字符的格式将字符串输出
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char* p = "Apple iPod";
//定义一个指针p，指向字符串Apple iPod的首地址，A的地址
printf("字符串str为：");
for (int i = 0; *p != '\0'; i++)
{
printf("%c", *p);
//结束条件为，输出到（\0）时
p++;
}
return 0;
}利用循环输出目前指针所指向的字符，直到空字符（‘0’）为止，上例的字符串也可以使用数组的方式加以输出。
在放代码前补一个for循环的小笔记：for(循环初始值，循环判定条件，循环运算)
三个条件三个空间，互不干涉均可省略！
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char p[] = "Apple iPod" ;
//定义一个指针p，指向字符串Apple iPod的首地址，A的地址
printf("字符串str为：");
for (int i = 0; p[i] != '\0'; i++)
{
printf("%c", p[i]);
}
return 0;
}上列代码是我们常用的一种形式，将判断条件改为了p[i]！=0，数组走到‘0’元素时就停止了循环
以上代码输出均为：Apple iPod
其实平常我们最常用，最简单的方法，就是使用%s格式进行输出
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char p[] = { "Apple iPod" };
char* p2 = { "Apple iPod" };
printf("%s\n", p);
printf("%s\n", p2);
return 0;
}可以看到，数组和指针均可用花括号括元素表示，输出结果：
要注意的是，此时变量给予的数组名，如p和p2，因为数组名表示数组第一个元素的地址，所以会从此地址一直打印到字符串的结束点（空字符‘0’）
若将上例代码的p数组元素个素修改为10，将会出错，因为无法找到0，看代码
输出结果：
在输出结果中，p的字符串是错误的，在输出完后乱码，因为分配给p的空间不足，使他无法存放空字符（‘0’），所以经常会将数组下标省略，有程序去自定义
除了在定义字符串变量时，直接给予一个字符串外，也可以利用其他方式得到
上代码：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char* p = { "Learning pointer now" };
char p2[] = "Go ahead";
char* p3;
char p4[20];
p3 = "I want to buy a iPod\0";
printf("C or C++:");
scanf("%s", p4);
printf("\n%s\n", p);
printf("%s\n", p2);
printf("%s\n", p3);
printf("%s\n", p4);
return 0;
}- p为指针变量，定义时指定一个字符串
- p2为指针常量，为数组，定义时候给予一个字符串
- p3为指针变量，通过赋值给它指定一个字符串
- p4为指针常量，为数组，通过scanf键盘输入给它一个字符串
注意，若将代码中的p3改为数组，p4改为指针变量，则会产生错误
p3为一个数组，它是指针常量，则计算机已经给p3分配好固定的地址，不可以再指定一个新的字符串给它
p4是一个指针变量，不可以由输入的方式来完成指定操作！
指针模拟string库
字符串的操作，最常用的包括：
- 计算字符串长度（string length）
- 进行字符串复制（string copy）
- 进行字符串链接（string concatenate）
- 进行字符串比较（string compare）
要完成这些动作，最方便的是调用字符串的库函数，弹药包含string.h的头文件，这些函数原型全在string的头文件内
除了调用字符串的库函数外，也能利用字符串指针自行编写程序，以模拟这些库函数的功能
计算字符串长度：
字符串的长度表示此字符串有多少个字符，但不包括空字符（"0"），计算字符串长度的库函数为strlen，其语法如下：
strlen(str1);//计算str1的长度
我们用指针来实现它：
- 定义一个指针指向一个字符串的首地址
- 自定义函数，将指针传入函数内
- 利用循环语句，指针从首地址指向包含'0'的地址
- 指针每走一次，长度加一，直到走到'0'
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int stringlength(char*);
int main()
{
int length = 0;
char* p = "Apple iPod";
printf("使用库函数：%d\n", strlen(p));
length = stringlength(p);
printf("使用自定义函数：%d\n", length);
return 0;
}
stringlength(char* p)
{
int i = 0;//计数功能
while (*p != '\0')
//当指针递增到存有'\0'字符地址时，停止循环
{
p++;
i++;
}
return i;
//返回i
}运行结果：
在stringlenth函数内，若*p不为空字符，则变量i加1，之后指针再走向下一个字符的地址，上述操作持续进行，直到*为空字符则结束，因为空字符是字符串的结束字符
字符串的复制：
字符串复制的库函数为strcpy，其语法如下：
strcpy(str1,str2);
表示从str2字符串的第一个字符，逐一的赋值到str1字符串，注意：第一个参数str1是接收者，第二个参数str2是给予者
来看下它的使用：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char* p = "Apple iPod";
char a[80] = {" "};
printf("使用库函数之前: \np=%s\na=%s\n",p,a);
strcpy(a, p);
printf("使用库函数之后：\np=%s\na=%s\n", p, a);
system("pause");
return 0;
}来看看结果：
若a数组内原来就有字符，则原有字符会被指针p指向的字符串所代替，这里必须小心，以免数据丢失
我们用图片来解释一下它的替代过程：
p指向了字符串的首地址，指针p内存储的是字符‘A’的地址，定义数组时分配了80个char类型的存储空间，由于字符串存储地址具有连续性，则在循环过程中逐个复制了下来
这里特别注意：a数组中要有足够的空间给容纳s字符串
若将上例代码中的
char a[80]=" ";
改为：
char *a
将会有错误产生，因为*a是一个指针变量，且没有一个指向的内存空间，这是我经常会犯错的地方，解决办法就是先分配一个内存给a指针变量，用到malloc来分配
a=(char*)malloc(sizeof*(char));
但是就这样改变的话会发生“访问写入权限冲突”具体解决方案请移步到补充笔记
接下来我们继续参照字符串复制的原理，用自定义函数实现
基本思路：
- 定义一个指针指向字符串首地址
- 定义一个能容纳字符串的数组
- 利用循环让指针从首字符依次走到空字符（0）
- 每走一次将指针走过的字符写入数组内
- 具有连续性
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
void StringCopy(char*, char*);
int main()
{
char* p = "Apple iPod";
char a[80] = " ";
printf("传入之前：\np=%s\na=%s\n", p, a);
StringCopy(p, a);
printf("写入之后：\np=%s\na=%s\n", p, a);
system("pause");
return 0;
}
void StringCopy(char* p, char* a)
{
while (*a != '\0')
{
*a = *p;
p++;
a++;
}
}在StringCopy函数中，利用while循环，将*p的内容赋给*a的内容，待传入到空字符则结束循环，若不是空字符，则将p和a都移步到下一地址，继续执行复制的动作
运行结果：
若我们只需要复制n个字符时候，则调用strning函数，其语法如下：
strning(a,p,n)//将p中的字符串复制到a数组内，复制个数为n
- 定义一个指针指向字符串首地址
- 定义一个能容纳字符串的数组
- 将需要断开的地址赋值为空字符
- 当循环走到空字符时，停止复制
我们用指针来实现它的原理：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
void StringCopy(char*, char*);
int main()
{
char* p = "Apple iPod";
char a[80];
a[5] = '\0';
strncpy(a, p, 5);
printf("使用库函数：\np=%s\na=%s\n", p, a);
StringCopy(p, a);
printf("使用自定义函数：\np=%s\na=%s\n", p, a);
system("pause");
return 0;
}
void StringCopy(char* p, char* a)
{
int i = 0;
while (i < 5 && *a != '\0')
{
*a = *p;
p++;
a++;
i++;
}
}循环条件需要满足i<5，则循环要走五次，还要满足这五次循环中，a的值始终不能为空字符
因为是复制前5个字符，控制循环体的条件可缺一，不过最好全部加上，这样显得目的明确：
与上例代码其实大致相同，只不过多了变量i来控制循环体，同样，如果需要复制n个字符，只需要在下标n处设置空字符即可。
字符串链接：
字符串的链接的库函数为strcat，其语法如下：
strcat(str1,str2);
表示将str2字符串连接到str1字符串的尾端，注意，str1必须要分配足够的空间
- 定义两个需要链接的字符
- 注意需要嵌入字符串的内存要足够容纳需要嵌入的字符串
- 利用循环先走到需要嵌入的字符串尾端，不包含空字符
- 利用循环将嵌入的字符串嵌入进数组内
- 尾端的空字符会被代替
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
void StringConcat(char*, char*);
int main()
{
char a[80] = "I want to buy a ";
char* p = "iPhone";
char b[80] = "I want to buy a ";
strcat(a, p);
printf("使用库函数：%s\n", a);
StringConcat(b, p);
printf("使用自定义函数：%s\n", a);
system("pause");
return 0;
}
void StringConcat(char* b, char* p)
{
while (*b != '\0')
{
b++;
}
while (*b != '\0');
{
*b = *p;
b++;
p++;
}
}那么这时我产生了一个疑问，能不能将数组嵌入到p后面呢？通过测试，是不行的
我用的是strcat函数直接进行链接，因为p为指针变量，它指向的为一个地址
给它指定一个字符串，它所含的值也是字符串首字符的地址，它可以通过运算走过相邻的地址，但是它无法在所指向之外的地址存入值，所以无法完成连接
而数组可以是因为在数组定义的时候，计算机并分配了n个连续性同类型的内存空间给它，它所有的地址都是相邻的，已经分配好属于它的，所以在未越界的情况下，可以在地址内存储，修改值
在上述代码的stringconcate函数中，利用循环先追踪到a所存储的字符串尾端，接下来，将p指针指向的字符串（p）指定给（a），直到（*p）是空字符为止
若只是要链接n个字符，则可调用strncat库函数，其语法如下：
strncat(str1,str2,n);
意思是将str2的前n个字符链接到str1
与上述思路一样，我们利用循环次数来控制复制量
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
void StringConcat(char*, char*, int);
int main()
{
char a[80] = "I want to buy a ";
char* p = "iPhone";
char b[80] = "I want to buy a ";
strncat(a, p, 5);
printf("使用库函数：%s\n", a);
StringConcat(b, p, 5);
printf("使用自定义函数：%s\n", a);
system("pause");
return 0;
}
void StringConcat(char* b, char* p, int n)
{
int i = 0;
while (*b != '\0')
{
b++;
}
while (i < n && *b != '\0')
{
*b = *p;
b++;
p++;
}
}运行结果：
字符串比较
字符串比较也可以说是最常用的，若要比较两个字符串是否相等，有些人可能会这样编写代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char str1[] = "Honda Civic";
char str2[] = "Honda Civic";
printf("str1指向的地址：%x\n", str1);
printf("str2指向的地址：%x\n", str2);
if (str1 == str2)
{
printf("str1等于str2\n");
}
else
{
printf("str1不等于str2\n");
}
system("pause");
return 0;
}这段代码是在比较str1和str2的地址是否相等，而不是比较内容是否相等，因为str1和str2是数组名，表示第一个元素的地址，所以这段内容并不是在比较字符串的内容
输出结果：
如果使用指针变量作比较，这会有不一样的结果：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
char* p = "Hello Word";
char* p2 = "Hello Word";
char* p3 = "Hello Jiajia";
printf("p所指向的地址：%x\n", p);
printf("p2所指向的地址：%x\n", p2);
printf("p3所指向的地址：%x\n", p3);
if (p == p2)
{
printf("p等于p2\n");
}
else
{
printf("p不等于p2\n");
}
if (p == p3)
{
printf("p等于p3\n");
}
else
{
printf("p不等于p3\n");
}
system("pause");
return 0;
}上述代码也是在比较地址，因为p，p2，p3均为指针变量，指向的都是一段字符串的首地址，p和p2指向的是相同的字符串，则它两相等，而p3指向的则是不同的字符串，所以它与p和p2都不想等
也可以使用malloc动态内存分配函数，先分配内存，再指定一个字符串给它，如：
输出结果也与上述代码相同
但我们一般不会使用上述两种方式来比较字符串是否相等，这里的用意是为了了解这样比较的方法是错误的，也更加加强了指针与字符串之间的关系，
当然是用strcmp函数来比较字符串是最正统的，strcmp函数在头文件string函数内，其语法如下：
strcmp(p,p2);//表示比较p与p2字符串是否相等
我们用代码来看看：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int stringCompare(char*, char*);
int main()
{
char* p = "Hello Word";
char* p2 = "Hello China";
int value;
value = strcmp(p, p2);
printf("使用库函数比较:\n");
strcmp(p, p2);
switch (value)
{
case 0:
printf("p等于p2\n");
break;
case 1:
printf("p大于p2\n");
break;
case -1:
printf("p小于p2\n");
break;
}
printf("使用自定义函数比较：\n");
value = stringCompare(p, p2);
if (value == 0)
{
printf("p等于p2\n");
}
else if (value > 0)
{
printf("p大于p2\n");
}
else
{
printf("p小于p2\n");
}
system("pause");
return 0;
}
int stringCompare(char* x, char* y)
{
//让指针走过字符串每一个字符
//当字符串字符不相等时停止循环
while (*x == *y)
{
if (*x == '\0')
//判断字符串是否为0
{
return 0;
}
x++;
y++;
}
return *x - *y;
}我们来用图剖析自定义函数体内的代码
在stringcompare函数中，比较x与y的内容是否相等，假如相等，则再判断*x是否为空字符，若不是，则将*x与*y的内容相减后返回
输出结果：
在循环到空格的时候，x++，y++指向对应的字母分别为W和C，转换成ASCII码做比较，W为87，C为67，则p大于p2
有时在比较两个字符串时，并不需要比较整个字符串，只要比较前面几个字符即可，可用到strncmp函数，其格式为
strncmp(str1,str2,n)//比较str1与str2前五个字符的大小
我们用代码来实现：
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
int stringCompare(char*, char*, int n);
int main()
{
char* p = "Hello Word";
char* p2 = "Hello China";
int value;
value = strncmp(p, p2,5);
printf("使用库函数比较:\n");
strcmp(p, p2);
switch (value)
{
case 0:
printf("p等于p2\n");
break;
case 1:
printf("p大于p2\n");
break;
case -1:
printf("p小于p2\n");
break;
}
printf("使用自定义函数比较：\n");
value = stringCompare(p, p2, 5);
if (value == 0)
{
printf("p等于p2\n");
}
else if (value > 0)
{
printf("p大于p2\n");
}
else
{
printf("p小于p2\n");
}
system("pause");
return 0;
}
int stringCompare(char* x, char* y, int n)
{
//让指针走过字符串每一个字符
//当字符串字符不相等时停止循环
int i = 0;
while (i < n && *x == *y)
{
if (*x == '\0')
//判断字符串是否为0
{
return 0;
}
x++;
i++;
y++;
}
return *x - *y;
}与复制，连接一样，通过循环变量来控制循环次数（比较次数），可以看到
多了变量i和参数n，起到一个控制循环次数的作用，输出结果：
总结：
指针与字符串我们清楚了指针常量和变量的区别和关系
数组可看做指针常量，在定义的时候，计算机就已经分配好了固定的内存给它，这段地址是不可修改，只能存储
当一个字符串赋值给数组时，是将字符串每个字符存入数组内的空间
当一个字符串赋值给指针时，是将指针指向该字符串的首地址，如果在定义指针时并未指定，则不可通过赋值给指针
如果一定要赋值，则需要动态分配一片内存给指针，再指定一个字符串给它
当需要用户输入的时候，指针不可以指定键盘输入的元素，俗点说，指针只能指向已知的数据，否则会像无头苍蝇一样。如果需要用户输入，则动态malloc分配一片内存给指针
而数组可以，因为数组已经是一片固定内存，当用户输入时，用户输入的数据会存入该数组。
数组相当于一个公用箱，你不能动它，但是你可以存取东西，而指针相当于一个私人用箱，你可以随意修改己值和他值。当然，指向的数据类型需要是变量。
而指针*和数组[]均有取值功能。
在本章中模拟string库函数，原理不过是通过指针去修改，存储地址内的值
- 复制就是指针走过字符串所有字符，然后依次将其存入未被占用的地址内
- 连接就是指针走过所有字不包含空的字符，然后在尾端执行复制
- 比较就是指针依次走过所有字符，将字符转换成ASCII码进行比较
- 计数就是指针依次走过所有字符，每走过一个，计数变量递增一次