C++字符串详解

概述许多程序都大量应用到字符串。C++ 为处理字符串提供了两种不同数据类型： C 字符串 和 string 类 。 string 类库有许多处理字符串的函数，这些函数可以执行许多实 用的和字符串相关的功 许多程序都大量应用到字符串。C++ 为处理字符串提供了两种不同数据类型：C 字符串和 string 类。

string 类库有许多处理字符串的函数，这些函数可以执行许多实用的和字符串相关的功能，并且提供了编程上的安全防护，而这正是 C 字符串处理函数所缺乏的。出于以上理由，你应该会更喜欢使用 string 类而不是 C 字符串。

尽管如此，每个 C++ 程序员都应该对C字符串有足够的了解。string 类构建于 C 字符串之上，所以，了解 C 字符串有助于理解 string 类。此外，还有很多程序是在 string 类加入到 C++ 标准之前编写的，这样的程序需要能理解 C 字符串的程序员来维护它们。最后，程序员如果需要编写和维护底层代码，例如 string 类库或 *** 作系统的一部分，则必须使用 C 字符串来表示字符串数据。

C 字符串是存储在连续内存位置中的字符序列，并以 null 字符结尾。回想一下，null 字符是 ASCII 码为 0 的字符。在程序中，null 字符通常写成 '

char ch1,ch2,ch3;ch1 = '
//This program demonstrates that string literals are pointers to char.#include <iostream>using namespace std;int main(){    //define variables that are pointers to char    const char *p,*q;    // Assign string literals to the pointers to char    p = "Hello "; q = "Bailey";    // Print the pointers as C-strings!    cout << p << q << endl;    // Print the pointers as C-strings and as addresses    cout << p << " is stored at " << int (p) << endl;    cout << q << " is stored at " << int(q) << endl;    // A string literal can be treated as a pointer!    cout << "string literal stored at " << int ("literal");    return 0;}
';ch2 = 0;ch3 = NulL;

'。程序中通常使用整数 0 或常量 NulL 来表示 null 字符。因此，以下所有语句都会将 null 字符存储到字符变量中：

const int SIZE = 20;char company[SIZE] = "Robotic Systems,inc";char corporation [] = "C. K. Graphics";

由于数组是一系列连续的存储位置，它们存储相同类型的值，所以 C 字符串实际上是一个以 NulL 结尾的字符数组。C 字符串可以按以下 3 种形式之一出现在程序中：
“硬编码”字符串文字。程序员定义的字符数组。指向字符的指针。
无论 C 字符串以 3 种形式中的哪一种出现在程序中，它始终是以 null 字符结尾的字符数组，并由指向数组中第一个字符的指针表示。换句话说，C 字符串的类型就是以下形式的：

char *

也就是说，C 字符串的类型是指向 char 的指针。
字符串常数字符串常数作为用双引号括起来的字符序列直接写入程序中。例如：

"What is your name?"
"Bailey"

以上都是字符串常数。

当编译器遇到诸如 "Bailey" 这样的字符串常数时，它分配一个由 7 个字符组成的数组，在数组的前 6 个条目中存储 "Bailey" 的 6 个字符，然后将 null 字符存储在最后一个条目中，如图 1 所示。然后，编译器将数组的第一个字符的地址（char * 类型）作为字符串常数的值。

图 1 字符串常数的数组
下面的程序说明了一个事实，即字符串常数被编译器认为是一个类型为 const char * 的值。关键字 const 表示编译器不希望程序员改变字符串常数的内容。

// This program cycles through a character arrayA displaying each element until a null terminator is encountered.#include <iostream>using namespace std;int main(){    const int LENGTH = 80; // Maximum length for string    char line[LENGTH]; // Array of char    // Read a string into the character array    cout << "Enter a sentence of no more than " << LENGTH-1 << " characters : \n";    cin.getline(line,LENGTH);    cout << "The sentence you entered is:\n";    // Loop through the array printing each character    for(int index = 0; line[index] != '
char name[] = "John Q. Public";char *p;p = name; //指向已有的C字符串cout << p << endl; // 打印p = " Jane Doe"; //指向其他C字符串cout << p << endl; // 打印
'; index++)    {        cout << line[index];    }    return 0;}

程序输出结果：

Hello Bailey
Hello  is stored at 4952101
Bailey is stored at 4952108
string literal stored at 4952130

该程序的前两个赋值显示字符串常数是指向 char 类型的变量的 char 指针。指针 p 和 q 然后保存两个字符串常数的地址。通过将指针转换为 int，可以看到内存中的字符串常数存储在哪里。

请注意，在这种情况下，编译器已将所有字符串常数存储在连续内存位置的程序中。
程序员定义的字符数组字符串常数只能保存硬编码到程序中的 C 字符串。要使用从键盘或文件中读取字符的 C 字符串，必须明确定义一个数组来保存 C 字符串的字符。在这样做时，还应该确保在数组中为终止的 null 字符分配一个附加条目。

例如，如果 C 字符串长度最多为 19 个字符，则需要分配一个包含 20 个字符的数组，代码如下：

const int SIZE = 20;
char company[SIZE];

就常数而言，编译器将通过字符串的第一个字符（在这种情况下为数组标识符）的地址来表示 C 字符串。前面讲过，不带方括号的数组标识符被编译器解释为数组第一个条目的地址。

定义为数组的 C 字符串可以通过 3 种方式赋予其值：使用字符串常数进行初始化，从键盘或文件中读取字符，或者一次一个字符地将字符复制到数组中来。以下是一些初始化的例子：

// This program illustrates dynamic allocation of storage for C-strings.#include <iostream>using namespace std;int main(){    const int name_LENGTH = 50; // Maximum length    char *pname = nullptr; // Address of array    // Allocate the array    pname = new char[name_LENGTH];       // Read a string    cout << "Enter your name: ";    cin.getline(pname,name_LENGTH);    //display the string    cout << "Hello " << pname;    //Release the memory    delete[ ] pname;    return 0;}

釆用通过字符串常数初始化一个数组的方式时，数组定义中数组的大小是可选的。如果没有指定，则编译器会将其大小设置为比初始化字符串中的字符数多一个（因为要为 null 终止符留出空间）。

我们知道，可以使用输入和输出流类的各种对象、运算符和成员函数来读取和写入定义为数组的 C 字符串。存储为程序员定义数组的 C 字符串可以使用标准下标符号进行处理。

下面的程序就是一个例子。它一次输出一个字符串，当它找到 null 终止符时停止。它使用了 getline 成员函数来读取要输出的字符串。

char *pname;cout << "Enter your name: ";cin >> pname;

程序输出结果：

Enter a sentence of no more than 79 characters :
C++ is challenging but fun!
The sentence you entered is:
C++ is challenging but fun!

指向char的指针正如前面所看到的，C 字符串可以表示为字符串常数或字符数组。这两个方法都将分配一个数组，然后使用该数组的地址作为指向 char 的指针来实际表示字符串。

这两者之间的区别在于，在第一种情况下，用于存储字符串的数组由编译器隐式分配，而在第二种情况下，数组由程序员明确分配。

表示 C 字符串的第 3 种方法是使用指向 char 的指针指向一个 C 字符串，该字符串的存储已经通过其他两种方法之一分配了。以下是以这种方式使用 C 字符串的一些示例：
使用指针变量来表示 C 字符串的一个主要优点是能够使指针指向不同的 C 字符串。使用指向 Char 的指针作为 C 字符串的另一种方法是定义该指针，然后将其设置为指向由 new 运算符返回的动态分配的存储。下面的程序对此进行了演示：
程序输出结果：

Enter your name: George
Hello George

当使用指向 char 的指针作为 C 字符串时，一个常见的错误是使用了一个未指向正确分配的 C 字符串的指针。

例如，来看以下代码：以上代码是错误的，因为程序试图将一个字符串读入 pname 指向的内存位置，而 pname 则并未正确初始化。
总结

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