Лекция 13

Строковые константы

Строковая константа представляется последовательностью символов кода ASCII, заключённой в кавычки: "...". Она имеет тип char[].

Примеры:

"This is character string"
"Это строковая константа"
"A" "1234567890" "0" "$"

В конце каждой строки компилятор помещает нулевой символ '\0', отмечающий конец данной строки.

Каждая строковая константа, даже если она идентична другой строковой константе, сохраняется в отдельном месте памяти.

Если необходимо ввести в строку символ кавычек ("), то перед ним надо поставить символ обратной косой (\). В строку могут быть введены любые специальные символьные константы, перед которыми стоит символ \.

Символ \ и следующий за ним символ новой строки игнорируется.

Строковые константы размещаются в статической памяти. Вся фраза в кавычках является указателем на место в памяти, где записана строка. Это аналогично использованию имени массива, служащего указателем на расположение массива. Если это действительно так, то как выглядит оператор, который выводит строку?

/* Строки в качестве указателей */
main( )
{
 printf("%s, %u, %c\n", "We", "love", *"Pascal");
}

Итак, формат %s выводит строку We. Формат %u выводит целое без знака. Если слово "love" является указателем, то выдается его значение, являющееся адресом первого символа строки. Наконец, *"Pascal" должно выдать значение, на которое ссылается адрес, т.е. первый символ строки "Pascal".

Вот что выдаст наша программа:

We, 34, P

Массивы символьных строк и их инициализация

При определении массива символьных строк необходимо сообщить компилятору требуемый размер памяти. Один из способов сделать это - инициализировать массив при помощи строковой константы. Например, оператор

char m1[ ]="Только ограничьтесь одной строкой.";

инициализировал внешний по умолчанию массив m1 для указанной строки. Этот вид инициализации является краткой формой стандартной инициализации массива

char m1[ ]={
'T','o','л','ь','k','o','
','o','г'','p','a','н','и','ч','ь','т','e','c','ь',' 
',o','д','н','o','й',' 
','c','т','p','o','k','o','й','.','\0'
}

Без символа 0 мы имеем массив символов, а не строку. Для той и другой формы компилятор подсчитывает символы и таким образом получает размер памяти. Как и для других массивов, имя m1 является указателем на первый элемент массива:

m1 == &m1[0], *m1 == 'T', и *(m1+1) == m1[1] == 'o'

и т.д.

Действительно, мы можем использовать указатель для создания строки. Например:

char *m3="\n Символьная строка.";

Это почти то же самое, что и

static char m3[ ]="\n Символьная строка.";

Оба описания говорят об одном: m3 является указателем строки со словами "Символьная строка". В том и другом случае сама строка определяет размер памяти, необходимой для ее размещения. Однако вид их не идентичен.

Массив и указатель: различия

В нижеследующем тексте мы обсудим различия в использовании описаний этих двух видов:

static char heart[ ] = "Я люблю язык Cи!";
char *head = "Я люблю язык Pascal!";

Основное отличие состоит в том, что указатель heart является константой, в то время как указатель head - переменной. Посмотрим, что на самом деле дает эта разница.

Во-первых, и в том и в другом случае можно использовать операцию сложения с указателем:

for(i=0;i<7;i++)
putchar(* (heart+i));
putchar('\n');
for(i=0;i<7;i++)
putchar(* (head+i));
putchar('\n');

В результате получаем

Я люблю
Я люблю

Но операцию увеличения можно использовать только с указателем:

while ((*head) != '\0') /* останов в конце строки */
putchar(*(head++)); /* печать символа и перемещение указателя */

В результате получаем:

Я люблю язык Pascal!

Предположим, мы хотим изменить head на heart. Можно так:

head=heart; /* теперь head указывает на массив heart */ 

heart = head; /* запрещенная конструкция */

Ситуация аналогична x = 5 или 5 = x. Левая часть оператора присваивания должна быть именем переменной. В данном случае head = heart, не уничтожит строку про язык Cи, а только изменит адрес , записанный в head.

Вот каким путем можно изменить обращение к head и проникнуть в сам массив:

heart[13] = 'C';

или

*(heart+13)='C';

Переменными являются элементы массива, но не имя!

Указатели и строки

Большинство операций языка Си, имеющих дело со строками, работают с указателями. Рассмотрим, например, приведенную ниже бесполезную, но поучительную программу:

/* Указатели и строки */
#define PX(X) printf("X = %s; значение = %u; &X = %u\n",X,X,&X)
main( )
{
 static char *mesg = "Сообщение";
 static char *copy;
 copy = mesg;
 printf("%s\n",copy);
 PX(mesg);
 PX(copy);
}

Мы можем подумать, что эта программа копирует строку "Сообщение", и при беглом взгляде на вывод может показаться правильным это предположение:

Сообщение

mesg = Сообщение; значение = 14; &mesg = 32
copy = Сообщение; значение = 14; &copy = 34

Но изучим вывод PX( ). Сначала X, который последовательно является mesg и copy, печатается как строка (%s). Здесь нет сюрприза. Все строки содержат "Сообщение".

Третьим элементом в каждой строке является &X, т. е. адрес X. Указатели mesg и copy записаны в ячейках 32 и 34, соответственно.

Теперь о втором элементе, который мы называем значением. Это сам X . Значением указателя является адрес, который он содержит. Мы видим, что mesg ссылается на ячейку 14, и поэтому выполняется copy.

Смысл заключается в том, что сама строка никогда не копируется. Оператор copy = mesg; создает второй указатель, ссылающийся на ту же самую строку.

Зачем все эти предосторожности? Почему бы не скопировать всю строку? Хорошо, а что эффективнее - копировать один адрес или, скажем, 70 отдельных элементов? Часто бывает, что адрес - это все, что необходимо для выполнения работы.

Ввод-вывод строк

fgets - прочитать строку из входного потока, включая символ новой строки.

Определение: char *fgets (s, n, stream)
char *s;
int n;
FILE *stream;

gets - прочитать строку из стандартного файла ввода stdin.

Определение: char *gets (s)
char *s;

fputs - записать строку в поток stream.

Определение: int fputs (s, stream)
char *s;
FILE *stream;

puts - записать строку в стандартный файл вывода stdout. В конце строк записывается символ новой строки.

Определение: 
int puts (s)
char *s;

Обработка строк

Для выполнения описанных в этом подразделе функций необходимо включить в программу файл string.h командой

#include <string.h>

strcat - сцепить две строки.

Определение: char *strcat(s1,s2)
char *s1, *s2;

Пример 1:

/* сцепить две строки */
/* в головном файле conio.h содержится функция очистки экрана clrscr( ) */
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{ clrscr();
 char destination[25];
 char *blank = " ", *c = "C++", *turbo = "Turbo";
 strcpy(destination, turbo);
 strcat(destination, blank);
 strcat(destination, c);
 printf("%s\n", destination);
 getch();
 return 0;
}

strncat - сцепить две строки, причем из второй строки копировать не более n символов.

Определение: char *strncat(s1,s2,n)
char *s1, *s2;
int n;

Пример 2:

/* cцепить две строки, причем из второй строки
копировать не более n символов */
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
clrscr();
 char destination[25];
 char *source = "structured ";
 strcpy(destination, "programming");
 strncat(destination, source, 11);
 printf("%s\n", destination);
 getch();
 return 0;
}

strcmp - сравнить две строки в лексикографическом порядке.

Определение: int strcmp(s1,s2)
char *s1, *s2;

Пример 3:

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 char *buf1 = "aaa", *buf2 = "bbb", *buf3 = "ccc";
 int ptr;
 clrscr();
 ptr = strcmp(buf2, buf1);
 if (ptr > 0)
 printf("buffer 2 is greater than buffer 1\n");
 else
 printf("buffer 2 is less than buffer 1\n");
 ptr = strcmp(buf2, buf3);
 if (ptr > 0)
 printf("buffer 2 is greater than buffer 3\n");
 else
 printf("buffer 2 is less than buffer 3\n");
 getch();
 return 0;
}

strncmp - сравнить первые n символов двух строк.

Определение: int strncmp(s1,s2, n)
char *s1, *s2;
int n;

Пример 4:

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 char *buf1 = "aaabbb", *buf2 = "bbbccc", *buf3 = "ccc";
 int ptr;
 clrscr();
 ptr = strncmp(buf2,buf1,3);
 if (ptr > 0)
 printf("buffer 2 is greater than buffer 1\n");
 else
 printf("buffer 2 is less than buffer 1\n");

 ptr = strncmp(buf2,buf3,3);
 if (ptr > 0)
 printf("buffer 2 is greater than buffer 3\n");
 else
 printf("buffer 2 is less than buffer 3\n");
 getch();
 return(0);
}

strcpy - копировать строку s2 в строку s1.

Определение: char *strcpy(s1,s2)
char *s1, *s2;

Пример 5:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
clrscr();
 char string[10];
 char *str1 = "abcdefghi";

 strcpy(string, str1);
 printf("%s\n", string);
 getch();
 return 0;
}

strncpy - копировать не более n символов строки s2.

Определение: char *strncpy(s1,s2,n)
char *s1, *s2;
int n;

Пример 6:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 clrscr();
 char string[10];
 char *str1 = "abcdefghi";
 strncpy(string, str1, 3);
 string[3] = '\0';
 printf("%s\n", string);
 getch();
 return 0;
}

strlen - определить длину строки (число символов без завершающего нулевого символа).

Определение: int strlen(s)
char *s;

Пример 7:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 clrscr();
 char *string = "Borland International";
 printf("%d\n", strlen(string));
 getch();
 return 0;
}

strchr - найти в строке первое вхождение символа с.

Определение:
char *strchr(s,n)
char *s;
int n;

Пример 8:

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
clrscr();
 char string[20];
 char *ptr, c = 'r';
 strcpy(string, "This is a string");
 ptr = strchr(string, c);
 if (ptr)
 printf("The character %c is at position: %d\n", c, ptr);
 else
 printf("The character was not found\n");
 getch();
 return 0;
}

Определение: 
char *strrchr(s,c)
char *s;
int c;

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
clrscr();
 char string[20];
 char *ptr, c = 'r';
 strcpy(string, "This is a string");
 ptr = strrchr(string, c);
 if (ptr)
 printf("The character %c is at position: %d\n", c, ptr);
 else
 printf("The character was not found\n");
 getch();
 return 0;
}

Определение: 
char *strpbrk(s1,s2)
char *s1, *s2;

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 clrscr();
 char *string1 = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
 char *string2 = "onm";
 int *ptr;
 ptr = strpbrk(string1, string2);
 if (ptr)
 printf("strpbrk found first character: %c\n", ptr);
 else
 printf("strpbrk didn't find character in set\n");
 getch();
return 0;
}

Определение: 
int strspn(s1,s2)
char *s1, *s2;

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <alloc.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 clrscr();
 char *string1 = "1234567890";
 char *string2 = "123DC8";
 int length;
 length = strspn(string1, string2);
 printf("Character where strings differ is at position %d\n", length);
 getch();
 return 0;
}

Определение: 
int strcspn(s1,s2)
char *s1, *s2;

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <alloc.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
 clrscr();
 char *string1 = "1234567890";
 char *string2 = "747DC8";
 int length;
 length = strcspn(string1, string2);
 printf("Character where strings intersect is at position %d\n", length);
 getch();
 return 0;
}

Определение: char *strtok(s1,s2) 
char *s1, *s2;

#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void)
{
clrscr();
 char input[16] = "abc,d";
 char *p;
 p = strtok(input, ",");
 if (p) printf("%s\n", p);
 p = strtok(NULL, ",");
 if (p) printf("%s\n", p);
 getch();
 return 0;
}