实验七 字符串编程

1. 实验七 字符串编程

2. 一、实验目的 • 掌握字符串的概念 • 理解字符数组和字符指针的区别 • 熟悉常用的字符串库函数的用法 • 掌握字符指针变量和字符指针数组作函数参数的方法

3. 二、实验内容 • 1、字符串基本概念 • 在C语言中一串以’\0’结尾的字符被看作是字符串。当C语言编译器在程序中遇到长度为 n 的字符串字面量时，它会为字符串字面量分配长度为 n+1 的内存空间。这块内存空间将用来存储字符串字面量中的字符，以及一个额外的字符——空字符。空字符用来标志字符串的末尾。空字符是 ASCII 字符集中真正的第一个字符，因此它用转义序列\0 来表示。

4. 既然字符串字面量是作为数组来存储的，那么编译器会把它看作是char * 类型的指针。例如，printf函数和scanf函数都接收char *类型的值作为它们的第一个参数。思考下面的例子： printf("abc"); • 当调用 printf函数时，会传递"abc"的地址(即指向字母 a 存储单元的指针)。

5. a)字符串字面量与字符常量 • 只包含一个字符的字符串字面量不同于字符常量。字符串字面量"a"是用指针来表示的，这个指针指向存放字符"a"(以及随后的空字符)的内存单元。字符常量'a'是用整数(字符的ASCII 码)来表示的。 • 不要在需要字符串的时候使用字符(或者反之亦然)。 下面的函数调用是合法的： printf("\n"); • 因为 printf函数期望指针作为它的第一个参数。然而，下面的调用却是非法的： printf('\n'); /*** WRONG ***/

6. b)字符串变量 • 假设需要变量用来存储最多 80 个字符的字符串。既然字符串会在末尾处需要空字符，那么要声明的变量是含有 81 个字符的数组： #define STR_LEN 80 [惯用法] char str[STR_LEN+1]; • 注意这里把 STR_LEN定义为 80 而不是 81，因此强调的事实是 str 可以存储最多 80 个字符的字符串。对宏加一的这种方法是C程序员常用的方式。 • 当声明用于存放字符串的字符数组时，始终要保证数组的长度比字符串的长度多一个字符。这是因为 C 语言规定每个字符串都要以空字符结尾。如果没有给空字符预留位置，可能会导致程序运行时出现不可预知的结果，因为 C 函数库中的函数假设字符串都是以空字符结束的。

7. c)初始化字符串变量 • 字符串变量可以在声明时进行初始化： char date1[8] = "June 14"; • 编译器将把字符串"June 14"中的字符复制到数组 date1中，然后追加一个空字符从而使 date1可以作为字符串使用。虽然"June 14"看起来是字符串字面量，但其实不然。C编译器会把它看成是数组初始化式的缩写形式。实际上，我们可以写成： char date1[8] = {'J', 'u', 'n', 'e', ' ', '1', '4', '\0'}; • 相信大家都会认同原来的方式看起来更便于阅读。 • 如果初始化式比字符串变量长时又会怎样呢？这对字符串而言是非法的，就如同对数组是非法的一样。然而，C语言允许初始化式(不包括空字符)与变量有完全相同的长度： char date3[7] = "June 14"; • 编译器把初始化式中的字符简单地复制到date3 中，没有空间给空字符，所以编译器也不会试图存储一个空字符。

8. 如果计划初始化用来放置字符串的字符数组，一定要确保数组的长度要长于初始化式的长度。否则，编译器将忽略空字符，这将使得数组无法作为字符串使用。如果计划初始化用来放置字符串的字符数组，一定要确保数组的长度要长于初始化式的长度。否则，编译器将忽略空字符，这将使得数组无法作为字符串使用。 • 字符串变量的声明可以忽略它的长度。这种情况下，编译器会自动计算长度： char date4[] = "June 14"; • 编译器为 date4 分配 8个字符的空间，这足够存储"June 14"中的字符和一个空字符。(事实是date4 的长度没有指明不意味着稍候可以改变数组的长度。一旦编译了程序，那么 date4的长度就固定是 8 了。)如果初始化式很长，那么忽略字符串变量的长度是特别有效的，因为手工计算长度很容易出错。

9. d)字符串字面量的操作 • 通常情况下可以在任何 C语言允许使用 char *指针的地方使用字符串字面量。例如，字符串字面量可以出现在赋值运算符的右边： char *p; p = "abc"; • 这个赋值操作不是复制"abc"中的字符，而仅仅是使 p 指向字符串的第一个字符。 • 允许改变字符串字面量中的字符，但是不推荐这么做： char *p = "abc"; *p = 'b'; /* string literal is now "bbc" */ • 对于一些编译器而言，改变字符串字面量可能会导致程序运行异常。

10. e)字符数组与字符指针 • 一起来比较一下下面两个声明： char date[] = "June 14"; • 它声明 date 是个字符数组。和这个声明相似的是下面这个声明： char *date = "June 14"; • 它声明 date 是个指向字符串字面量的指针。正因为有了数组和指针之间的紧密关系，才使上面两个声明中的 date都可以作为字符串。尤其是，任何期望传递字符数组或字符指针的函数都将接收这两种声明的date作为参数.

11. 然而，需要注意，不能错误地认为上面两种 date可以互换。两者之间有着显著的差异： • 在声明为数组时，就像任意数组元素一样，可以修改存储在 date 中的字符。在声明为指针时，date 指向字符串字面量，从第4小节知是不可以修改字符串字面量的。 • 在声明为数组时，date 是数组名。在声明为指针时，date是变量，这个变量可以在程序执行期间指向其他字符串。

12. 如果需要可以修改的字符串，那么就要建立字符数组用来存储字符串。这时声明指针变量是不够的。如果需要可以修改的字符串，那么就要建立字符数组用来存储字符串。这时声明指针变量是不够的。 • 下面的声明使编译器为指针变量分配了足够的内存空间： char *p; • 可惜的是，它不为字符串分配空间。(这怎么可能呢？因为我们没有指明字符串的长度。)在使用 p 作为字符串之前，必须把 p 指向字符数组。一种可能是把 p 指向已经存在的字符串变量： char str[STR_LEN+1], *p; p = str; • 现在 p 指向了 str 的第一个字符，所以可以把p 作为字符串使用了。

13. 使用未初始化的指针变量作为字符串是非常严重的错误。考虑下面的例子，它试图创建字符串"abc": char *p; p[0]='a'; /*** WRONG ***/ p[1]='b'; /*** WRONG ***/ p[2]='c'; /*** WRONG ***/ p[3]='\0'; /*** WRONG ***/ • 因为 p 没有初始化，所以我们不知道它指向哪里。把字符 a、b、c 和\0 写入 p所指向的内存将会对程序产生无法预期的影响。程序可能没有错误继续运行，或者可能崩溃，或者可能行为异常。

14. 2、字符串的读/写 • 使用printf函数或 puts 函数来写字符串是很容易的。读入字符串却有点麻烦，主要是因为输入的字符串可能比用来存储的字符串变量更长。为了一次性读入字符串，可以使用scanf函数或 gets函数，也可以以每次一个字符的方式读入字符串。

15. a)用 printf 函数和 puts 函数写字符串 • 转换说明%s 允许 printf函数写字符串。参考下面的例子： char str[] = "Are we having fun yet?" printf("Value of str: %s\n", str); • 输出会是 Value of str: Are we having fun yet? • printf函数会逐个写字符串中的字符直到遇到空字符才停止。(如果空字符丢失，printf函数会越过字符串的末尾继续写，直到最终在内存的某个地方找到空字符为止。) • 如果只显示字符串的一部分，可以使用转换说明%.ps。这里的 p是要显示的字符数量。语句 printf("%.6s\n", str); • 会显示出：Are we

16. 就像数一样，字符串可以在指定域内显示。 转换说明%ms 会在大小为 m的域内显示字符串。(对于超过 m个字符的字符串，printf函数会显示出整个字符串，而不会截断。)如果字符串少于 m个字符，则会在域内右对齐输出。为了强制左对齐，可以在m前加一个减号。m值和p值可以组合使用：转换说明%m.ps 会使字符串的前 p 个字符在大小为 m的域内显示。 • printf函数不是唯一一个字符串输出函数。C函数库还提供 puts 函数。此函数可以按如下方式使用： puts(str); • puts 函数只有一个参数， 此参数就是需要显示的字符串， 参数中没有格式串。 在写完字符串后，puts 函数总会添加一个额外的换行符，因此显示会移至下一输出行的开始处。

17. 输入并运行以下程序，观察程序运行结果。参考程序如下：输入并运行以下程序，观察程序运行结果。参考程序如下： #include <stdio.h> void main() { int i; char string1[5]={'A','B','C','D','E'}; char string2[6]={'A','B','C','D','E','\0'}; char string3[6]="ABCDE\0"; char string4[5]="ABCDE"; printf("string1= \"%s\"\n",string1); //第9行 printf("string2= \"%s\"\n",string2); printf("string3= \"%s\"\n",string3); printf("string4= \"%s\"\n",string4); } • 对于上面的程序，将第9行改为：for (i=0;i<5;i++) printf("c",string1[i]); 运行修改后的程序，观察显示的结果。试分析其中的原因。

18. b)逐个字符读字符串 • 对许多程序而言，因为 scanf函数和gets函数都有风险且不够灵活，C程序员经常会编写自己的输入函数。通过每次一个字符的方式来读入字符串，这类函数可以提供比标准输入函数更大程度的控制。 • 如果决定设计自己的输入函数，那么就需要考虑下面这些问题： • 在开始存储字符串之前，函数应该跳过空白字符吗？ • 什么字符会导致函数停止读取：换行符、任意空白字符、还是其他一些字符？需要存储这类字符还是忽略掉？ • 如果输入的字符串太长以致无法存储，那么程序应该做些什么：忽略额外的字符，还是把它们留给下一次的输入操作？

19. 假定需要的函数不会跳过空白字符，在第一个换行符处(不把换行符存储到字符串中)停止读取，并且忽略额外的字符。函数将有如下原型： int read_line(char str[], int n); • str 表示用来存储输入的数组，而且 n 是最大读入字符的数量。如果输入行包含多于 n 个的字符，read_line 函数将忽略多余的字符。read_line 函数会返回实际存储在str中的字符数量(在 0到 n 之间的任意数)。不可能总是需要 read_line 函数的返回值，但是有这个返回值也没问题。

20. read_line函数主要由一个循环构成，只要str 留有空间，那么此循环就逐个读入字符并且把它们存储起来。在读入换行符时循环终止。下面是 read_line 函数的完整定义： int read_line(char str[], int n) { char ch; int i = 0; while ((ch = getchar()) ! = '\n') { if (i < n) { str[i++] = ch; } } str[i] = '\0' /* terminates string */ return i; /* number of characters stored */ }

21. 返回之前，read_line 函数在字符串的末尾放置了一个空字符。就像 scanf函数和 gets函数一样，标准函数会自动在输入字符串的末尾放置一个空字符。然而，如果你正在写自己的输入函数，那么必须要考虑这一点。 • 3、常用的字符串处理函数包括： • 字符串连接函数strcat(str1,str2)， • 字符串复制函数strcpy(str1,str2)， • 字符串比较函数strcmp(str1,str2)， • 测试字符串长度函数strlen(str)等等。

22. 以下程序是用字符数组编程实现字符串的拷贝。参考程序如下：以下程序是用字符数组编程实现字符串的拷贝。参考程序如下： /******************************************** 函数功能：字符串拷贝 函数参数：字符型数组srcStr, 存储源字符串 字符型数组dstStr, 存储目的字符串 函数返回值：无 **********************************************/ void mystrcpy(char dstStr[ ], char srcStr[ ]) { int i=0; while(srcStr[i]!='\0') { dstStr[i]=srcStr[i]; i++; } dstStr[i]='\0'; } • 将上述函数改写成用字符指针变量实现。比较两者的区别。

23. 4、录入并运行以下程序，查看运行结果： #include <stdio.h> void main() { int i; char as[]="I am happy"; //第5行：初始化字符数组 char *ps="I am happy"; //第6行：初始化字符指针 printf("The as string is:"); for(i=0;i<11;i++) { printf("%c",*(as+i)); //第9行：字符数组用指针法输出 } printf("\n"); printf("The ps string is:"); for(i=0;i<11;i++) { printf("%c",*(ps+i)); //第13行：字符指针用指针法输出 } printf("\n"); } • 若将第5行和第6行修改为：char *as="I am happy"; 程序是否还能运行？为什么？ • char ps[]="I am happy"; • 若将第5行修改为：char as[]="I am happy"; 第9行改为：printf("%s",as); 程序运行后会出现什么结果？说明了什么？

24. 5、录入并运行以下程序，查看运行结果。 #include <stdio.h> char *Strcpy(char *dst,char *scr) { char *p; p=dst; while(*(p++)=*(scr++)); return dst; } void main() { char str1[80],str2[80]; printf("\nPlease enter a string:"); gets(str1); printf("\nThe str2 is %s",Strcpy(str2,str1)); } • 运行后，该程序的结果是什么？这是一个返回指针值的函数，该程序的功能是什么？

25. 6、观察下面的程序，其中有两处错误，请找出出错的行数和原因，并修改错误。6、观察下面的程序，其中有两处错误，请找出出错的行数和原因，并修改错误。 #include <stdio.h> void main() { char *name; char msq[10]; printf("What's your name?\n"); scanf("%s",&name); msq="Hello"; printf("%s %s \n",msq,name); }

26. 三、编程题 • 1．主函数定义一个存放各种编程语言的字符指针数组char *language[]，数组的长度定义为常量N，要求字符串按字典顺序排序。编写下列两个函数：数组排序函数sort(char *language[])，数组输出函数output(char *language[])，用字符指针变量作参数。字符串为”PASCAL”, “BASIC”, “C/C++”, ”Fortran”, “Turbo C”, “JAVA”。

27. 2．有一篇文章，共有3行文字，每行有80个字符。要求分别统计出其中英文大写字母、小写字母、数字、空格以及其他字符的个数。

28. 本节课完！  谢谢！ 