【新手C语言】8.指针、字符串

8.指针、字符串

基础C语言的最后一章了，也是比较晦涩的一章
如果您学C只是为了玩玩或者练算法，那么差不多已经够用了
如果您有更大的目标，编程嘛，总是无止境的

指针

导入

我们从sizeof谈起：它是一个运算符。给出某个类型或变量在内存中占据的位置，以字节大小表示（1字节=4比特）

接着是&，它实质上是一个运算符，它能够获得变量的地址（这也意味着它的操作数必须是变量）
顺带一提，用printf输出地址时，使用%p , 而且取出的地址大小是否和int相同取决于编译器（32位架构还是64位架构）

int i = 0 ;
printf("%p" , & i) ; 

return 0 ;

&不能对没有地址的东西取地址，比如a++,++a,a+b,...

指针

我们一直所说的“指针”，才是真正的，能够完美存储地址的变量

指针就是保存地址的变量
我们使用星号* 表示我们所想要的这个变量，是一个指针
星号是“加给”变量的，比如
int *p,q ; 这里面的p是指针，而q就是普通的整型

指针变量

变量的值是内存的地址
普通变量的值是实际的值
指针变量的值是具有实际值的变量的地址

*是一个单目运算符，用来访问指针的值所表示的地址上的变量
它可以做右值，也可以做左值

int k = *p ; 
*p = k+1 ;

由于指针变量的特殊性，我们若在函数中修改了指针变量，那么也会修改它所指向的值

void f(int *p);
void g(int k);

int main(void){
    int i = 6 ; 
    printf("&i = %p\n",&i);
    f(&i);
    g(i);
    return 0 ;
}

void f (int *p){
    printf(" p = %p\n" , p);
    printf(" p = %p\n" , *p);
    *p = 26 ; //就在这里，把p变量的地址指向的那个变量（就是i）改为26
}

void g (int k){
    printf("k = %d \n " , k);
}

指针与数组

函数参数表中的数组，实质上就是个指针(这也是为什么写a[]和a[10]之类的是一样的)，也因此在函数中我们不能直接用sizeof得到正确的数组长度

函数参数表中的数组实际上是指针，但是可以用数组的运算符[]来运算

实际上，数组变量是特殊的指针
1.数组变量本身表达地址，所以我们取数组的地址时无需使用&

int a[10] ; 
int *p = a ; 

2.但是数组的单元表达的是变量，我们需要用&来取它。数组a的地址，等于数组单元a[0]的地址
3.*运算符可以对指针做，也可以对数组做
4.数组变量是const的指针，所以不能被赋值

字符类型

CHAR

char是最小的整数类型，同时也是一特殊的类型：字符
原因在于：
1.用单引号表示的字符字面量 'a', '1'
2.''也是字符
3.printf scanf 里用%c来输入输出字符

char c ; 
char d ; 
c = 1 ; 
d = '1' ;

printf("c = %d \n" , c) ; // 结果是1
printf("d = %d \n" , d) ; // 结果是49  

以上的两个1，一个是整型，而另外一个是字符(因此d打印出来是49)

%c 表示以字符的形式输入/输出

char c = 'A' ; 
printf("%c \n" , c) ; 
c++ ; 
printf("%c \n" , c) ; 

int i = 'Z' - 'A' ;
printf("%d \n" ,i ) ;s

a+'a'-'A' 可以把一个大写字母变成小写字母
a+'A'-'a' 可以把一个小写字母变成大写字母

逃逸字符

逃逸字符用来表示无法印出来的控制字符或特殊字符，它由一个反斜杆"\" 开头 ， 后面跟上另外一个字符
(如果打开md看，会看见上面那个反斜杠实际上是两个)

\b 回退一格
\t 到下一表格位 (也就是制表位上的位置，是每行固定的位置（试着敲一下tab）,利用\t 可以使上下行对齐)
\n 换行
\r 回车
\" 双引号
\' 单引号
\ 反斜杠本身

字符串

在C语言中，字符串指以0（整数0）结尾的一串字符
0和'\0'是一样的，但是和'0'是不一样的
0标志着字符串的结束，但是它不是字符串的一部分，计算字符串长度的时候也不包含这个0
字符串以数组的形式存在，也已数组或指针的形式访问（更多的是以指针的形式）
在string.h中有很多处理字符串的函数

字符串变量

我们有多种方式表达字符串

char *str = "Hello" ;
char word[] = "Hello" ;
char line[10] = "Hello" ;

这里面 "Hello"被称为字符串常量,"hello"会被编译器变成一个字符数组放在某处，这个数组长度是6，结尾还有表示结束的0
两个相邻的字符常量会自动连接

小结

C语言的字符串是以字符数组的形态存在的，不能用运算符对字符串做运算，通过数组的方式可以遍历字符串
唯一特殊的地方是字符串字面量可以用来初始化字符数组
以及标准库提供了一系列字符串函数

字符串常量（续）

char* s = "Hello , world!"; //我要指向某个地方的字符串

s是一个指针，初始化为指向一个字符串常量
由于这个常量所在的地方，实质上是s是const char* s , 不过由于历史原因，编译器不接受带const的写法
但是当我们试图对s所指的字符串做写入的时候会导致严重后果
当我们编译过程中有两个相同的东西（比如s1 s2 两个字符串都是Hello world），它们会指向同一个地方

如果想要制作一个能修改的字符串，那么在一开始就需要用数组定义

char s[] = "Hello, world!" ; //某个地方的字符串就在这里  

区别

int i =0 ; 
char *s = "Hello , World";
char *s2 = "Hello,World" ;
char s3[] = "Hello,World";

printf("&i=%p\n", &i) ;
printf("&s =%p\n", &s) ;
printf("&s2=%p\n", &s2) ;
printf("&s3=%p\n", &s3) ;

s3[0] = 'B' ; 
printf("Here!s3[0] = %c\n",s3[0]);

return 0 ;

数组字符串：这个字符串在这，作为本地变量会被自动回收
指针字符串：不知道这个字符串在哪，需要处理参数，可以动态分配空间

如果要构造一个字符串-->数组
如果要处理一个字符串-->指针

字符串可以表达为char*的形式,char*不一定是字符串,只有在它所指的字符数组有结尾0，我们才能说它所指的是字符串

字符串计算

赋值

char *t = "title" ;
char *s ;
s = t ;

实际上并没有产生新的字符串，只是让指证s指向了t所指的字符串。对s的任何操作就是对t做的

输入输出

%s代表输入输出的是字符串

char string[8];
scanf("%s",string);
printf("%s",string);

scanf读入一个单词，到空格、tab、回车为止
想要在空格tab回车之后继续读，我们需要再来一个scanf，而且第二个scanf是不会读到"空格tab回车"的
但是scanf实质上是不安全的，因为不知道要读入的内容的长度
在百分号和s中间，可以增加一个数字，表示我们希望最多可以读入多少字符，以此提高安全性。此时就不一定是以空格tab回车来区分了，读完了，这个scanf就结束了

常见错误

char *string ; 
scanf("%s",string);

以为char*是字符串类型，定义了一个字符串变量string就可以直接使用了，但实际上这种做法是十分危险的

char buffer[100] = ""; //空字符串，buffer[0] == '\0' 
char buffer[] = "" ;//数这个数组的长度只有1！

string.h

strline : 传入一个字符串，返回它的长度,另外，返回的结果不包括那个0
strcmp:比较两个字符串，int strcmp(const char *s1 ,. const char *s2),s1==s2，返回0，s1>s2返回1，s1<s2返回-1 、
当二者不相等时，返回的是差值。比如比较"abc"和"Abc",返回32

!数组的比较，永远是false。想要用if语句判断，我们需要补充比较结果（0，1，-1）

strcpy: char* strcpy(char* restrict dst,const char restrict src)
把src1的字符串拷贝到dst，在这里restric表示src和dst不重叠(C99)
strcat: char strcat(char*restrict s1 , const char *restrict s2)
把s2拷贝到s1后面，形成一个长的字符串。返回s1,意味着s1需要有足够的空间

strcpy和strcat，都可能出现安全问题，我们还有安全一点的版本使用。那就是strncpy,strncat
它们在结尾还需要额外传入一个参数n，代表最多可以拷贝多少个字符
另外还有类似的strncmp,最后传入的n可以控制比较前多少个字符