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C语言中数组和字符串长度以及输入输出详解

时间:2020-07-06 06:47:30

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C语言中数组和字符串长度以及输入输出详解

目录

数组的概念

数组初始化

字符数组

字符串的结束标志

字符串的长度

数组的长度

字符串的输出

字符串的输入

数组的概念

为了节省开发的时间,我们通常把同一类型的多个数据定义为一个变量,这就是数组的由来。

先看代码

#include<stdio.h>int main(){int a[5];printf("数组的大小为%d",sizeof(a));return 0;}

输出的结果为20,这是因为在数组a中有5个整型变量,而每个int占4个字节。

可以通过画图来理解

即在图中数据的表示:a[0] = 1,a[1]= 2,a[2] = 3,a[3] = 4,a[5] = 5

在我们的使用过程中通常会用循环将数据放入数组中,也可以对数组中的数据进行循环输出:

include<stdio.h>int main(){int i,arr[10];for(i=0;i<10;i++) //对数组进行逐一的赋值{arr[i] = (i+1);}for(i=0;i<10;i++) //对数组进行逐一输出{printf("%d ",a[i]);}return 0;}

运行结果1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

变量 i 既是数组下标,也是循环条件;将数组下标作为循环条件,达到最后一个元素时就结束循环。数组a的最大下标是 9,也就是不能超过 10,所以我们规定循环的条件是 i < 10,当a等于10时就结束循环。

更改上面的代码,让用户输入 10 个数字并放入数组中:

for(i = 0;i < 10;i++){scanf("%d",&a[i]); //从键盘获取输入的数据}

数组初始化

我们可以在定义数组的同时给数组赋值

int arr[3] = {1,2,3};

也可以只定义数组,那么数组中的元素之就是初始值0

如果数组中所有元素值相等时也必须逐个赋值而不能直接写

例如元素值都为1

int arr[5] = {1,1,1,1,1};

除非元素素值都为0

int arr[5] = {0}; //相当于给数组清零

当给全部元素赋值时可以不写出数组长度

int arr[] = {1,2,3,4,5};

系统自动计算出数组长度

数组中元素的表示可以使用a[3]和3[a],他们的意思是一样的。

字符数组

用来存放字符的数组称为字符数组

例如:

char a[10]; //定义一维字符数组 ,数组里面元素的值是未知的

char b[10]={'a', 'b', 'c', 'd'};//给部分一维字符数组赋值,未赋值数组系统,默认为'\0'

char c[5] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};

字符数组实际上是一系列字符的集合,也就是字符串。在C语言中,没有专门的字符串变量,没有string类型,通常就用一个字符数组来存放一个字符串,C语言中还可以使用字符指针(char*)。

C语言规定,可以将字符串直接赋值给字符数组,例如:

char a[20] = {"C progarm"};//给一维字符数组赋值字符串

char d[10] = "hello"; //给一维字符数组赋值字符串

在C语言中,由单引号('')修饰---它是字符,由双引号("")修饰---它是字符串,字符串又被称之为字符串常量,C语言把内存分成几块,有一块常量区,比如:"hello"就存放在常量区,而程序在运行时,所使用内存的通常都是栈内存,比如:char d[10],所以,字符串常量给字符数组初始化时,那么,编译器就会从字符串常量区将字符串拷贝一份给字符数组初始化,原件仍然在常量区

同时在程序中,常量是不可以被更改的,但是copy在数组中的可以被修改,存在常量区的常量仍然没被修改,修改的只是复制的常量。

给字符数组赋值时,我们通常使用这种写法,将字符串一次性地赋值(可以指明数组长度,也可以不指明

int arr[] = "hello";

字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它,一旦定义,就只能一个字符一个字符地赋值。

char str[7]; //声明一个字符数组

str = "adc123"; //这是错误

//正确 ---手动给数组赋值 str[0] = 'a';

str[1] = 'b';

str[2] = 'c';

str[3] = '1';

str[4] = '2';

str[5] = '3';

字符串的结束标志

在C语言中,字符串总是以'\0'作为结尾,所以'\0'也被称为字符串结束标志,或者字符串结束符。

'\0'是 ASCII 码表中的第 0 个字符,英文称为 NULL,中文称为“空字符”。该字符既不能显示,也没有控制功能,输出该字符不会有任何效果,它在C语言中唯一的作用就是作为字符串结束标志。

C语言在处理字符串时,会从前往后逐个扫描字符,一旦遇到'\0'就认为到达了字符串的末尾,就结束处理。'\0'至关重要,没有'\0'就意味着永远也到达不了字符串的结尾。

上面是 ABCDEFGHI在内存中存储的例子

char str[10] = "ABCDEFGHI"; //他们最少需要十个字节储存

需要注意的是,逐个字符地给数组赋值并不会自动添加'\0',例如:

char str[] = {'a', 'b', 'c'}

数组 str 的长度为 3,而不是 4,因为最后没有'\0'。

当用字符数组存储字符串时,要特别注意'\0',要为'\0'留个位置;这意味着,字符数组的长度至少要比字符串的长度大 1

有些时候,程序的逻辑要求我们必须逐个字符地为数组赋值,这个时候就很容易遗忘字符串结束标志'\0'。下面的代码中,我们将 26 个大写英文字符存入字符数组,并以字符串的形式输出:

#include <stdio.h>int main(void){char str[30]; //局部变量,未赋值,里面的值是任意值(未知)char c = 0;int i = 0;//对数组进行赋值for(i=0,c=65;c<=90; c++, i++)//for循环在实现表达式一时,可以同时给多个变量进行初始化,中间用逗号分隔{str[i] = c;}//打印字符串方法printf("%s", str);printf("\n");return 0;}

在函数内部定义的变量、数组、结构体、共用体等都称为局部数据。在很多编译器下,局部数据的初始值都是随机的、无意义的,而不是我们通常认为的“零”值。

printf() 输出字符串时,会从第 0 个元素开始往后检索,直到遇见'\0'才停止,然后把'\0'前面的字符全部输出,这就是 printf() 输出字符串的原理。

本例中我们使用 printf() 输出 str,按理说到了第 26 个元素就能检索到'\0',就到达了字符串的末尾,然而事实却不是这样,由于我们并未对最后 4 个元素赋值,所以第 26 个元素不是'\0',第 27 个也不是,第 28 个也不是……可能到了第 n个元素才遇到'\0',printf() 把这 n个字符全部输出出来,就是上面的样子,多出来的字符毫无意义,甚至不能显示。数组总共才 30 个元素,到了第 50 个元素不早就超出数组范围了吗?是的,的确超出范围了!然而,数组后面依然有其它的数据,printf() 也会将这些数据作为字符串输出。不注意'\0'的后果有多严重,不但不能正确处理字符串,甚至还会毁坏其它数据。

要想避免这些问题也很容易,在字符串的最后手动添加'\0'即可。修改上面的代码,在循环结束后添加'\0':

#include <stdio.h>int main(void){char str[30]; //局部变量,未赋值,里面的值是任意值(未知)char c = 0;int i = 0;//对数组进行赋值for(i=0,c=65; c<=90; c++, i++){str[i] = c;}//添加字符串的结束符str[i] = '\0'; // str[i] = 0;//打印字符串方法printf("%s", str);printf("\n");return 0;}

但这种写法不是最简洁的,一般来说直接给字符串所有值都赋值0

#include <stdio.h>int main(void){//如果操作的是字符数组来处理字符串,那么,建议在定义字符数组时,使用0来对字符数组进行初始化char str[30] = {0}; //定义时进行初始化,里面数组值全为'\0'char c = 0;int i = 0;//对数组进行赋值for(i=0,c=65; c<=90; c++, i++){str[i] = c;}//打印字符串方法printf("%s", str);printf("\n");return 0;}

字符串的长度

在C语言中,我们使用string.h头文件中的 strlen() 函数来求字符串的长度,它的用法为:

length strlen(strname);

strname 是字符串的名字,或者字符数组的名字;length 是使用 strlen() 后得到的字符串长度,是一个整数。

#include <stdio.h>#include <string.h> //strlen接口的头文件int main(void){int len;char str[30] = "";len = strlen(str); //这个是系统提供的函数,要用到头文件 string.hprintf("len:%d\n", len);return 0;}

数组的长度

数组长度是指数组所有内存的大小,按字节来计算,通过C语言关键字sizeof

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){int len;int arr[4] = {1, 2, 3, 4};char str[30] = "";printf("数组arr所占空间大小:%d\n", sizeof(arr));printf("数组str所占空间大小:%d\n", sizeof(str)); //30 -- 数组所占内存字节数printf("数组str字符串大小:%d\n", strlen(str)); //13 --- 有效字符串长度,不包括'\0'return 0;}

数组长度公式: 元素个数*数据类型所占空间大小 比如30*1

字符串的输出

在C语言中,有两个函数可以在控制台(显示器)上输出字符串,它们分别是:

puts():输出字符串并自动换行,该函数只能输出字符串。

#include <stdio.h>

int puts(const char *s);

printf():通过格式控制符%s输出字符串,不能自动换行。除了字符串,printf() 还能输出其他类型的数据。

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){int len;char str[30] = "";printf("%s\n", str); //通过字符串输出 printf("%s\n", "");puts(str);puts("");return 0;

输出字符串时只需要给出名字,不能带后边的[ ],例如,下面的两种写法都是错误的

printf("%s\n", str[]); //错误的

puts(str[10]); //错误的

字符串的输入

在C语言中,有两个函数可以让用户从键盘上输入字符串

scanf():通过格式控制符%s输入字符串。除了字符串,scanf() 还能输入其他类型的数据。

gets():直接输入字符串,并且只能输入字符串。

但是,scanf() 和 gets() 是有区别的:

scanf() 读取字符串时以空格为分隔,遇到空格就认为当前字符串结束了,所以无法读取含有空格的字符串。

gets() 认为空格也是字符串的一部分,只有遇到回车键时才认为字符串输入结束,所以,不管输入了多少个空格,只要不按下回车键,对 gets() 来说就是一个完整的字符串。换句话说,gets() 用来读取一整行字符串。

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){char str1[30] = {0};char str2[30] = {0};char str3[30] = {0};printf("gets请输入字符串:");gets(str1);printf("scanf请输入字符串:");scanf("%s", str2); //数组名字就是地址scanf("%s", str3);printf("str1:%s\n", str1);printf("str2:%s\n", str2);printf("str3:%s\n", str3);return 0;}

输出:

gets请输入字符串:C Program

scanf请输入字符串:PHP JAVA C

str1:C Program

str2:PHP

str3:JAVA

注意int、char、float 等类型的变量用于 scanf() 时都要在前面添加&,而数组或者字符串用于 scanf() 时不用添加&,它们本身就会转换为地址。

scanf() 的用法还可以更加复杂和灵活,它不但可以完全替代 gets() 读取一整行字符串,而且比 gets() 的功能更加强大。比如,以下功能都是 gets() 不具备的:

scanf() 可以控制读取字符的数目;

scanf() 可以只读取指定的字符;

scanf() 可以不读取某些字符;

scanf() 可以把读取到的字符丢弃。

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