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第25章 字符串与字符数组

在程序设计中，字符串是由字符组成的序列，常用于表示文本信息。在C语言中，字符串通过字符数组实现；而C++语言中，除字符数组外，还提供string类简化字符串操作。

25.1 字符数组与字符串基础概念​

25.1.1 字符数组​

存储字符类型的数组，可存储任意字符，不一定带结束符\0，不属于字符串。 示例：

char arr[3] = {'A','B','C'}; // 纯字符数组，无'\0'，不是字符串

25.1.2 字符串​

以空字符\0（ASCII值0）作为结束标记的字符序列，必须存储在字符数组中。

char str1[6] = {'H','e','l','l','o','\0'};
char str2[] = "World"; // 编译器自动末尾追加'\0'

25.2 字符数组定义与初始化​

25.2.1 逐个字符初始化​

手动填写每个字符，可手动添加\0转为字符串：

char c1[6] = {'C','h','i','n','a','\0'}; // 合法字符串
char c2[3] = {'a','b','c'}; // 仅字符数组，无结束符

25.2.2 字符串常量初始化​

直接使用双引号字符串，编译器自动补充\0：

char s1[] = "Hello"; // 数组长度6：H e l l o \0
char s2[10] = "Hi";  // 前两字符H i，剩余全部填充'\0'

25.3 字符串输入输出​

25.3.1 C语言风格（printf / scanf / puts / gets）​

头文件：<stdio.h>

  1. printf / puts 输出
char str[] = "Hello World";
printf("%s\n", str); // %s读到'\0'停止
puts(str); // 自动换行，无需格式符
  1. scanf 输入：遇到空格、换行停止
char input[20];
scanf("%s", input);
  1. gets：读取带空格字符串，C11标准已废弃，存在缓冲区溢出安全漏洞。

25.3.2 C++ cin / cout​

#include <iostream>
using namespace std;
char input[20];
cin >> input; // 空格截断
cout << input << endl;

25.3.3 cin.getline 读取整行（含空格）​

char line[50];
cin.getline(line, 50); // 最多读取49字符，自动补'\0'

25.4 C字符串标准库函数（头文件<cstring>）​

25.4.1 strlen 获取字符串长度​

功能：统计有效字符，不包含\0

char s[] = "Hello";
int len = strlen(s); // len = 5

25.4.2 strcpy 字符串复制​

将源字符串完整复制到目标数组（含\0），目标数组空间必须充足：

char dest[20];
char src[] = "Copy me";
strcpy(dest, src);

25.4.3 strcat 字符串拼接​

把源字符串追加到目标末尾，覆盖原\0，末尾重新添加结束符：

char dest[20] = "Hello";
char src[] = " World";
strcat(dest, src); // dest = "Hello World"

25.4.4 strcmp 字符串比较​

按ASCII码逐字符对比：

  • s1 > s2：返回正数
  • s1 == s2：返回0
  • s1 < s2：返回负数
int res1 = strcmp("apple", "banana"); // 负数
int res2 = strcmp("hello", "hello");  // 0

25.4.5 strncmp 限定长度比较​

仅对比前n个字符：

int res = strncmp("abcde", "abcfg", 3); // 前3位相等，返回0

25.5 C++ string 类（头文件<string>）​

25.5.1 string 对象初始化​

string s1;               // 空字符串
string s2 = "Hello";
string s3(s2);           // 拷贝s2
string s4(5, 'A');       // 5个'A'："AAAAA"

25.5.2 常用成员与运算符​

  1. 长度：s.length() / s.size()
  2. 判断空：s.empty()
  3. 拼接：+ / +=
string a = "Hi", b = " C++";
string c = a + b;
a += b;
  1. 字符访问：s[下标] / s.at(下标)（at会越界检查）
  2. 直接比较：== < > 运算符重载
  3. 查找子串 .find(子串)，未找到返回string::npos
string s = "Hello World";
size_t pos = s.find("World"); // pos = 6
  1. 字符串替换 .replace(起始, 长度, 新串)

25.6 char数组与string相互转换​

string转C风格字符指针：.c_str()

string s = "Test";
const char* p = s.c_str();

25.7 使用注意事项​

  1. C字符串必须以\0结尾，库函数依赖结束符，缺失会乱码；
  2. strcpy、strcat必须保证目标数组容量足够，否则数组越界；
  3. gets函数禁用，优先使用cin.getline / fgets；
  4. string更安全，无需手动管理缓冲区，竞赛推荐优先使用；
  5. getline读取前若有cin遗留换行，需清空缓冲区。