7.4 字串及應用
7。4 字串及應用
上一節介紹了二維陣列的定義、初賦值、記憶體映象及陣列元素的使用。本節主要講字串、字串的的儲存和使用。
文字處理是計算機應用的重要工作。近年來，計算機更多地被用來文字處理而非數值處理，如文字的輸入、編輯、排版、查詢、替換和輸出等。為了能進行簡單文字處理，C語言可以透過定義字元型資料來完成一些的工作。如：
char ch；ch=getchar（ ）；putchar（ch）；
以上程式碼定義了一個字型變數，並且可以透過getchar函式輸入一個字元存放到字元變數ch中，再透過putchar（ch）把字元輸出來。字元常量用單引號定界，可以是普通字元，如‘A’、‘#’、‘9’等，也可以是跳脫字元，如‘\n’、‘\t’、‘\x41’、‘\101等。如果兩個單引號之間什麼也沒有，如’‘，則稱為空字元，這與空白’ ‘字元不同，空白字元中有一個稱為空格的符號。
很多時候，我們要處理更多的字元，因此我們可以把這些字元按順序排列，並用一對雙引號（“”）定界，稱為
字串常量
。回顧一下，我們在學習scanf與printf函式時，函式的第一個引數——
格式控制字串
就是字串。如：
“Hello，world！\n”“a=%d，b=%d\n”
如果要讓螢幕上顯示的Hello，world兩端帶有雙引號（“），則字串要寫成這樣的形式：
”\“Hello，world！\”\n“
此時字串用轉義符號
'\"'
表示雙引號，目的是要與用來定界的雙引號區別開。
字串常量可以用printf輸出，此時要用%s格式符表示。如；
printf（”Hello，%s“，”world！\n“）；
printf函式執行時，會把字串”world！\n“去代替格式控制字串中的%s，因此螢幕上顯示：
Hello，world！
字串常量被儲存在連續的儲存空間中，最後用一個特殊的字元
'\0'
表示字串的結束，如“Hello，world！”在記憶體中是這樣儲存的：
地址
內空空間
編號
xxx0D
12
xxx0C
'\0'
11
xxx0B
’d‘
10
xxx0A
’l‘
9
xxx09
’r‘
8
xxx08
’o‘
7
xxx07
’w‘
6
xxx06
’，‘
5
xxx05
’o‘
4
xxx04
’l‘
3
xxx03
’l‘
2
xxx02
’e‘
1
xxx01
’H‘
0
字串常量”Hello，world！“佔用的儲存空間中的內容是不可被改變的。我們看到的是一串符號，但在計算機中
字串常量是其第一個字元的首地址
，如上圖，”Hello，world！“的值是一個地址數值xxx01，即字元’H‘的首地址。我們可以透過以下輸出來驗證字串是一個地址的事實：
printf（”%d“，”Hello，world！\n“）；
注意這裡用的格式符是
%d
，而不是
%s
。因此語句執行後顯示的結果是一個整數，而不是字串本身。
很遺憾C語言沒有提供字串變數，這使操作字串時稍稍麻煩些。由於字串佔用連續儲存空間，所以可以透過定義
字元陣列
來儲存字串。如：
char str［80］；
字元陣列str可以存放79個字元的字串，因為要留一個字元來儲存字串結束標誌’\0‘。字串在定義的同時是可以被賦初值的，有以下幾種賦初值的辦法：
char str［80］={’H‘，’e‘，’l‘，’l‘，’o‘，’！‘，’\0‘}；char str［80］=”Hello！“；char str［80］={”Hello！“}；
三種賦初值的結果都一樣，但是第一種很顯然要麻煩得多，因為一個字元一個字元賦值，並且在最後不能忘記字串結束標
'\0'
。而後兩種賦初值，會依次把每個字元複製到字元陣列str的每個元素中，含最後的字串結束符號
'\0'
。
字串的輸出可以用printf或puts函式實現。用printf函式時，要在格式控制字串中用格式符%s指定，用puts不需要指它格式符，如：
printf（”%s“，str）；puts（str）；
我們前面講過，陣列名字是地址常量，因此str是一個地址。那麼怎麼輸出字串呢？執行以上語句時，printf函式從str地址對應的字元開始逐個字元輸出，直到碰到字串結束標誌’\0‘為止。我們可以用前面學習的陣列元素的輸出方法（逐個元素）來輸出字串，即：
for（i=0；str［i］！=’\0‘；i++） putchar（str［i］）；
與一維陣列輸出不同是
迴圈控制條件
。前面用i小於陣列長度來表示。字串的長度可以用strlen函式來確定，但如果先求字串長度再輸出顯示多消耗了一些時間。因為知道字串以’\0‘結束。因此，迴圈條件可設為為str［i］！=’\0‘，即當第i個字元為’\0‘時，表示字串結束，退出迴圈。
知道了字串的輸出方法後，我們來看一如何輸入字串儲存到陣列中。我們可以用getchar函式一個字元一個字元地輸入，輸入一個就儲存到陣列對應的元素中，此時需要一個計數器記錄當前輸入的字元個數，只要不碰到回車我們繼續輸入。給字元陣列輸入字串的程式碼段為：
cnt=0； //計數器為零，表示初始沒有字元while（ （ch=getchar（ ））！=’\0‘）{ str［cnt］=ch； cnt++；}str［cnt］=’\0‘；
以上程式碼能完成了字串的輸入並儲存到字元陣列str中，但是這裡假定了str陣列是無限長的，在實際應用時，還要限定輸入字串的長度，如cnt cnt=0；while（ （ch=getchar（ ））！=’\n‘ && cnt 當然我們可以用scanf函式來實現字串的輸入，此時格式控制字串中要使用%s格式符，如： scanf（”%d“，str）； 由於陣列名str本身是一個地址常量，所以不能在str的前面用取地址運算子&。但是scanf只能實現沒有空格的字串輸入，如果輸入的字串含有空格，只取空格前的字串放到陣列中。 也可以用使用gets函式來實現字串的輸入，與scanf相比，可以輸入帶有空格的字串，輸入方式為： gets（str）； 上面，我們已經學習字串的概念、儲存與字串的輸入與輸出，以下通過幾個例項深入掌握字串的應用。 例1 ：輸入一個以回車符為結束標誌的字串（少於80個字元），判斷該字串是否為迴文。迴文指的是字串中心對稱或正向讀與反向讀都是一樣的，如“abcba” “abccba”是迴文，“abcdba”不是迴文。 字串的輸入與輸出，我們可以直接使用前面的方法實現，所以本例的關鍵是判斷字串str是否迴文。為此，可設兩個變數i、j，i儲存字串前面的字元的下標，j儲存字串後面字元的下標，初始時i為0，j為字串最後一個字元下標（字串長度-1）。比較str［i］與str［j］，如果兩個字元相等，則分別讓i加1、j減1。如果不等或者i比j大，則程式結束。 初始狀態 比較完第一次後i，j下標的位置 完整的程式如下： #include 程式使用i>=j判斷是否迴文，原因是如果不是迴文，一定是因為條件str［i］！=str［j］退出的，此時i小於j。只有從條件i>=j退出，此時說明是迴文。 例2： 輸入一個以回車符為結束標誌的字串（少於80個字元），統計其中數字字元’0‘……’9‘的個數。 本例我們用gets輸入字串str，然後依次檢驗每個字元str［i］是否是數字，如果是則讓記數器cnt加1。檢驗字元str［i］的程式碼為： if（str［i］>=’0‘ && str［i］<=’9‘） cnt++； 由於’\0‘之前的每個字元都要被檢驗到，因此可以使用for迴圈或while迴圈實現，用for迴圈如下： for（i=0；str［i］！=’\0‘；i++） //str［i］！=’\0‘可簡寫為str［i］ if（str［i］>=’0‘ && str［i］<=’9‘） cnt++； 完整的程式如下： #include 例3： 輸入一個以回車符為結束標誌的字串（少於20個字元），提取其中所有的數字字元（ ’0‘……’9‘ ），將其轉換為一個十進位制整數輸出。 分析： 如有字串“abc1xyz2uvw3#yuv”，提取的數字字元應該是’1‘、’2‘、’3‘，因此構成的十進位制整數是123。如何才能把’1‘、’2‘、’3‘變成十進位制整數呢？ 假設該十進位制數為x，則x的初值為0。然後碰到’1‘後，要把1放在x的之後（0 1 ），可讓x乘以10再加上’1‘對應的數1，即：x=x*10+’1‘-’0‘=1；當碰到’2‘時，要把2放在x之後（1 2 ），可讓x乘以10再加上’2‘對應的數2，即：x=x*10+’2‘-’0‘=10+2=12。最後，要把’3‘放在x之後（12 3 ），即讓x=x*10+’3‘-’0‘=12*10+3=123。因此當str［i］是數字時要作如下處理： if（str［i］>=’0‘ && str［i］<=’9‘） x=x*10+str［i］-’0‘； //讓str［i］作為x的個位 用for迴圈對字串每個字元進行處理，程式碼如下： for（i=0；str［i］；i++） if（str［i］>=’0‘ && str［i］<=’9‘） x=x*10+str［i］-’0‘； 完整的程式如下： #include 最後講一下 字串的長度 ，字串的長度指的是字串中包含字元的個數。空字串”“指的是不包括任何字元的串，只有一個字元結束符’\0‘，因此字串長度為0。字串”Hello world！“的字元個數為12。但是如果字串中含有轉義符，則多個符號表示的轉義符只算作一個字元，如：字串”\\\x41\\“長度為3而不是8，因為’\\‘是一個字元，’\x41‘是一個字元’A‘，如果用printf輸出，顯示為：\A\。 本節主要介紹了字串常量及用字串陣列儲存、輸入與輸出字串的方法。字串的應用很頻繁，初學者只有不斷加強字串程式設計訓練才能更好掌握字串應用。本節就講到這裡，下次再見！
