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C语言（20250721）

news 2025/7/22 12:35:37

C语言

内容提要

数组
- 字符串基础操作
- 字符串相关函数
综合案例：学生成绩管理系统v1.0
C语言中字符串相关API
C语言中数值转字符串，字符串转数值相关函数

数组

字符串基础操作

在用格式化说明符%s进行输入输出时，其输入输出项均为数组名。但在输入时，相邻两个字符串之间要用空格分隔，系统将自动在字符串后加 \0 。在输出时，遇到结束符\0作为输出结束标志。

对于字符串的操作，我们需要使用到一些系统提供的API函数。

字符串输入

scanf

语法：

scanf("%s",数组名);

注意：数组名对应的数组只能是char类型，从控制台输入字符串之后，默认为追加 \0

案例：

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个char数组，用来存储姓名char name[20];printf("请输入您的名字：\n");scanf("%s", name); // 用字符数组接收一个控制台输入的字符串常量printf("您的姓名是%s\n", name);return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述

注意：采用scanf进行字符串输入，要求字符串中不能有空格，否则字符串遇到空格就会结束。

fgets

语法：

fgets(数组名,数组容量,stdin);

功能：

从键盘录入一个字符串常量到字符数组，返回字符数组的地址（首地址，默认返回的地址，一般用12位16进制数表示）

说明：

采用fgets进行字符串输入，可获取所有输入的字符串，包含\n，在实际的字符串处理时，我们可能需要手动处理\n

案例：

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20]; // 只是创建数组，必须指定容量；如果初始化，可以省略容量。// 计算数组容量int len = sizeof(name) / sizeof(name[0]);printf("请输入您的姓名:\n");fgets(name, len, stdin);printf("您的姓名是%s\n", name);return 0;
}

运行效果：
在这里插入图片描述

注意：

① 如果输入的字符串不包括空格或换行，可以使用scanf或者fgets

② 如果输入的字符串包括空格或换行，只能使用fgets

gets 危险的【C11移出**】**

语法：

gets(数组名);

功能：

从键盘录入一个字符串常量到字符数组，返回字符数组的地址（首地址，默认返回的地址，一般用12位16进制数表示）

说明：

采用gets进行字符串输入，可获取所有输入的字符串，包含 \n ，在实际的字符串处理时，我们可能需要处理 \n

案例：

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20]; // 只是创建数组，必须指定容量；如果初始化，可以省略容量。// 计算数组容量int len = sizeof(name) / sizeof(name[0]);printf("请输入您的姓名:\n");gets(name);printf("您的姓名是%s\n", name);return 0;
}

字符串输出

printf

语法：

printf("%s",数组名);

案例：

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20]; // 只是创建数组，必须指定容量；如果初始化，可以省略容量。// 计算数组容量int len = sizeof(name) / sizeof(name[0]);printf("请输入您的姓名:\n");fgets(name, len, stdin);printf("您的姓名是%s\n", name);.// %s支持字符串常量，也支持字符数组，都是以字符串形式输出return 0;
}

fputs

语法：

fputs(数组名,stdout);

功能：

输出一个字符串

说明：

字符串可以包含转义字符（以 \ 开头的字符）

案例：

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{char arr[] = "hi yifanjiao\neat!\n";// 第1种输出printf("%s", arr);// 第2种输出fputs(arr, stdout);return 0;
}

运行结果：

在这里插入图片描述

puts 危险的【C11移出**】**

语法：

puts(数组名称);

功能：

输出一个字符串

说明：

字符串可以包含转义字符

案例：

#include <stdio.h>
int main(int argc,char *argv[])
{char arr[] = "hi yifanjiao\neat!\n";// 第1种输出printf("%s", arr);// 第2种输出puts(arr);return 0;
}

字符串相关函数

字符串拼接

语法：

strcat(字符数组,需要拼接的字符串或者字符数组或者字符指针);

解释：

① 参数1必须是字符数组；参数2可以是字符数组、可以是字符串常量、还可以是字符指针。

② 这里的参数2被拼接到了参数1，所以参数1的剩余空间足够大，要能够容纳参数2。

引入：

#include <string.h>

案例：

需求：将两个字符串拼接为一个字符串

分析：

在这里插入图片描述

代码：

#include <stdio.h>
// 使用字符串相关函数需要引入必要的头文件
#include <string.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个字符数组，用来接收控制台输入char name[20];printf("请输入您的名字：\n");// 通过控制台输入字符串（支持空格）fgets(name, sizeof(name) / sizeof(name[0]), stdin);// 输出拼接 strcat返回拼接后的字符串fputs(strcat(name, "你好！"), stdout);printf("\n");// char str[50];// fputs(strcat(str, strcat(name, "你好！")), stdout);return 0;
}

注意：

① 参数1 必须是字符数组，长度必须足够大，以便于能够容纳被链接的字符串。

② 连接后系统将自动取消 参数1 后面的结束符 \0

③ 参数2 可以是字符数组名，也可以是指针，也可以是字符串常量，如：strcat(s1,“def”); strcat(s1,s2);

字符串拷贝

语法：

strcpy(数组名，字符串);

解释：简单来说，类似于将一个字符串赋值给一个字符数组。这个函数一般用来做赋值处理。

引入：

#include <string.h>

**说明：**这个函数适合给字符串赋值

char str[20] = "**培"; // 正确，字符数组的初始化，字符串初始化
char str[20] = "**培"; str = "*佳"; // 错误，不能对数组进行赋值
char str[20] = "**凡"; strcpy(str, "**林");// 正确，利用函数实现类似赋值的操作

注意： strcat和strcpy的区别：

strcat: **凡 + **鸿 → **凡**鸿 （追加）

strcpy：**凡+ **鸿 → **鸿 （覆盖）

案例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 需求：对数组赋值char name[50] = "hello";printf("打印初始化后的数组：%s\n", name);// 对一个数组赋:// name = "**鸿"; // 数组一旦创建，就无法改变，所以不能对数组进行赋值// 通过 strcpy(字符数组，字符数组/字符常量/字符指针)实现给数组赋值strcpy(name, "my");// my | mylloprintf("打印重新赋值后的数组：%s\n", name);return 0;
}

字符串比较

语法：

strcmp(字符串1,字符串2);

注意：这里的字符串可以是字符串常量、字符数组、字符指针。

引入：

#include <string.h>

**功能：**如果是英文，比较两个字符串对应位置字符ASCII的大小

返回值：

如果字符串1 等于字符串2，返回0
如果字符串1 大于字符串2，返回正数（>0）
如果字符串1 小于字符串2，返回负数（<0）

说明：

① 执行这个函数时，自左向右逐个比较对应字符的ASCII的值，直到发现了不同字符或字

符串结束符\0为止

② 对字符串不能用数值型比较符。比如："abc" == "abc"，这种比较是错误的。

③ 字符串1与字符串2可以是字符数组、字符指针、字符串常量。

案例：

需求：通过控制台输入用户名和密码，并进行校验

代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 用户登陆案例// 创建两个变量，用来存储用户名和密码char username[20], password[8];printf("---------用户登录--------\n");printf("请输入您的用户名：\n");scanf("%s",username);// 数组名本身就是一个地址（首元素的首地址）printf("请输入您的密码：\n");scanf("%s",password);// 校验if (!strcmp(username,"admin") && !strcmp(password,"123456"))// 相等：strcmp(..) == 0printf("登录成功！\n");elseprintf("用户名或者密码错误！\n");return 0;
}

运行结果：

字符串长度

语法：

strlen(字符串);

引用：

#include <string.h>

注意：返回字符串中包含的字符的实际个数。遇到\0结束，不包含\0；如果数组中不存在\0，就以数组的实际长度作为字符串长度

案例：

需求：字符串长度案例

代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 测试数据1char s1[] = {'h','i','\0','h','i','\0'};printf("数组长度：%lu\n字符串长度：%lu\n",sizeof(s1)/sizeof(s1[0]), strlen(s1));// 数组长度：6，字符串长度：2// 测试数据2char s2[] = "hi\0hi\0";// 使用双引号包裹的内容称之为 字符串常量，字符串常量默认会有一个结尾的\0printf("数组长度：%lu\n字符串长度：%lu\n",sizeof(s2)/sizeof(s2[0]), strlen(s2));// 数组长度：7，字符串长度：2// 测试数据3char s3[] = {'h','e','l','l','o'};// strlen()判断一个字符串的长度，优先判断是否存在\0，如果不存在，就返回数组实际长度，因编译器原因，处理机制也有所不同。printf("数组长度：%lu\n字符串长度：%lu\n",sizeof(s3)/sizeof(s3[0]), strlen(s3));// 数组长度：5，字符串长度：5，这种写法不安全，不同编译器编译结果不同// 测试数据4char s4[] = "hello";printf("数组长度：%lu\n字符串长度：%lu\n",sizeof(s4)/sizeof(s4[0]), strlen(s4));// 数组长度：6，字符串长度：5return 0;
}

案例

需求：输入一行字符，统计其中有多少个单词，单词之间使用空格隔开。举例：I LOVE YOU

分析：采用通过空格统计单词的方法。具体是：

① 用连续若干个空格算一个、一行开头的空格不计的方法决定单词数目；

② 从第一个字符开始逐个检查字符串中的每一个字符。若查到某一字符非空格，而其前面的字符是空格，则表示新单词开始，让计数变量num++。否则，当前字符非空格，前面字符也非空格，则非新单词,num不变；

③ 用变量word=0或1来表示前面字符是空格或不是空格。则：

在这里插入图片描述

代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个数组，用来接收控制台录入的字符串char string[100];// 创建2个变量，word：统计字符是否是空字符（空字符：0，非空字符：1），num：用来统计单词个数int num = 0, word = 0;// 创建一个变量，用来存储遍历到的字符char c;// 通过控制台录入字符串printf("请输入一句话：\n");fgets(string, sizeof(string)/sizeof(string[0]), stdin);// 遍历for (int i = 0; (c = string[i])!='\0'; i++){if (isspace(c)) // 判断一个字符是否是空格，等价于 if (c == ' '){// 如果是空格，标记word = 0;}else{// 如果上一个字符是空格，就需要统计单词if (!word) // 等价于 word == 0{// 标记word为非空格word = 1;// 统计单词个数num ++;}}}printf("%s\n中有%d个单词！\n", string, num);return 0;
}

案例

有三个字符串，要求找出其中最大者。

分析：设计一个二维字符数组str3，即3行20列。

① 可把str[0]、str[1]、str[2]看作3个一维字符数组，各有20个元素；

② 用gets函数分别输入3个字符串到str[0]、str[1]、str[2]中；

③ 用字符串函数对str[0]、str[1]、str[2]进行比较，得到最大者。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个数组，用来存储最大的字符串char max[50];// 创建一个数组，用来存储3个用来参与比较的字符串char str[3][50]/* = {"apple","orange","egg"}*/;int i;// 通过循环控制台输入printf("请输入3个测试字符串：\n");for (i = 0; i < 3; i++){fgets(str[i],50,stdin);}// 比较if (strcmp(str[0],str[1]) > 0) strcpy(max, str[0]);else strcpy(max,str[1]);if (strcmp(str[2],max) > 0) strcpy(max,str[2]);printf("\n三个字符串中最大的字符串是%s\n!", max);return 0;
}

综合案例：学生成绩管理系统

需求

存储最多50名学生的信息（不使用结构体）
每个学生包含：
- 学号（字符数组）
- 姓名（字符数组）
- 3门课程成绩（一维数组）
实现功能菜单：
- 添加学生信息
- 显示所有学生信息
- 计算学生平均分
- 查找最高分科目
- 退出系统

代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
/* 系统常量定义 */
#define MAX_STU 50 // 系统支持的最大学生数量
#define NAME_LEN 20 // 学生姓名的最大长度（含\0）
#define ID_LEN 8 // 学生学号的最大长度（含\0）
#define COURSE_NUM 3 // 课程数量
/* 全局数据存储数组*/
char stu_id[MAX_STU][ID_LEN]; // 存储所有学生的学号
char stu_name[MAX_STU][NAME_LEN];// 存储所有学生的姓名
int scores[MAX_STU][COURSE_NUM]; // 存储所有学生的成绩，每个学生3门成绩
int stu_count = 0; // 记录当前系统种实际学生数量
// 课程名称定义
char COURSE_NAMES[COURSE_NUM][NAME_LEN] = {"语文","数学","英  语"};  
/**
* 查找系统中的最高分科目以及对应的学生
*/
void find_max()
{// 检查系统种是否有学生if (stu_count == 0){printf("系统提示：当前没有学生信息！\n");return;}int max_score = -1; // 最高分int max_stu_idx = -1; // 最高分学生下标int max_course_idx = -1; // 最高分科目下标// 遍历所有学生和所有科目for (int i = 0; i < stu_count; i++){for (int j = 0; j < COURSE_NUM; j++){// 如果找到更高分，就更新if (scores[i][j] > max_score){max_score = scores[i][j];max_stu_idx = i;max_course_idx = j;}}}// 输出最高分信息printf("系统最高分：\n");printf("学生：%s\n", stu_name[max_stu_idx]);printf("学号：%s\n", stu_id[max_stu_idx]);printf("科目：%s\n", COURSE_NAMES[max_course_idx]);printf("分数：%d\n\n", max_score);
}
/**
* 计算指定学生的平均分
*/
void calc_avg()
{// 检查系统中是否有学生if (stu_count == 0){printf("系统提示：当前没有学生信息！\n");return;}// 创建一个数组，存储控制台输入的学号char target_id[ID_LEN];printf("请输入要查询的学生学号：");scanf("%7s", target_id);// 清空输入缓冲区while (getchar() != '\n');// 遍历查找学生for (int i = 0; i < stu_count; i++){// 比较两个字符串是否相等 strcmpif (strcmp(stu_id[i], target_id) == 0){float sum = 0; // 总分// 计算总分for (int j = 0; j < COURSE_NUM; j++) sum += scores[i][j];// 显示平均分printf("学生 %s(学号：%s)的平均分：%.2f\n\n", stu_name[i],stu_id[i], sum / COURSE_NUM);// 提前结束函数return;}}// 如果没有找到学生，就提示printf("系统提示：未找到学号为 %s 的学生！\n\n", target_id);
}
/**
* 显示所有学生信息
*/
void show_all()
{// 检查系统中是否有学生if (stu_count == 0){printf("系统提示：当前没有学生信息！\n");return; // 提前结束函数，由于函数没有返回值，所以仅仅保留return关键字}printf("\n=== 当前所有学生信息 ===\n");// 表格表头printf("%-10s%-20s", "学号", "姓名");// 学号，姓名// 科目for (int i = 0; i < COURSE_NUM; i++) printf("%-10s",COURSE_NAMES[i]); // 语文，数学，英语printf("\n");// 表格内容-学生信息for (int i = 0; i < stu_count; i++){printf("%-10s%-20s", stu_id[i], stu_name[i]);// 学号，姓名// 取出成绩for (int j = 0; j < COURSE_NUM; j++) printf("%-10d",scores[i][j]);printf("\n");}printf("\n系统统计：共%d名学生\n\n", stu_count);
}
/**
* 获取用户输入的成绩并验证其有效性
*/
int get_valid_score(const char* course)
{int score; // 用来存储控制台输入的成绩// 循环录入成绩，进行有效性校验do{printf("请输入%s成绩(0~100)：",course);scanf("%d", &score);// 清理缓存while (getchar() != '\n');// 验证成绩范围if (score < 0 || score > 100) printf("输入错误：成绩必须在0～100之间！\n");} while (score < 0 || score > 100);return score;
}
/**
* 添加学生信息
*/
void add_student()
{// 检查学生添加是否已达上限（50人）if (stu_count >= MAX_STU){printf("系统提示：学生数量已达上限%d人！\n", MAX_STU);return; // 函数提前结束，后续代码不再执行}printf("\n=== 正在添加第%d个学生 ===\n", stu_count + 1);// 1. 输入学号printf("请输入学号(最多%d位数字)：", ID_LEN - 1);// 字符数组最后一位存储\0scanf("%7s",stu_id[stu_count]); // 截取控制台输入字符串的前7位// 清理缓冲区while (getchar() != '\n');// 2. 输入姓名printf("请输入姓名(最多%d位字符)：",NAME_LEN - 1);fgets(stu_name[stu_count], NAME_LEN, stdin);// 去除姓名末尾的换行符stu_name[stu_count][strcspn(stu_name[stu_count],"\n")] = '\0';// 3. 输入成绩printf("请依次输入各科成绩：\n");for (int i = 0; i < COURSE_NUM; i++){// 循环一次，就录入一门成绩，具体成绩录入因为防止重复书写代码，因此封装在了一个函数scores[stu_count][i] = get_valid_score(COURSE_NAMES[i]);}// 增加学生计数stu_count++;printf("成功添加学生：%s(学号：%s)", stu_name[stu_count - 1],stu_id[stu_count - 1]);
}
/**
* 显示系统主菜单
*/
void show_menu()
{printf("\n======== 主菜单 ========\n");printf("1. 添加学生信息\n");printf("2. 显示所有学生信息\n");printf("3. 查询学生平均分\n");printf("4. 查询最高分科目\n");printf("5. 退出系统\n");
}
/**
* 入口函数
*/
int main(int argc,char *argv[])
{int choice; // 存储用户菜单选项// 设计头printf("===============================\n");printf("= 学生成绩管理系统V1.0 =\n");printf("= 作者：FPF =\n");printf("===============================\n\n");// 主循环while (1){// 显示菜单show_menu();// 获取用户输入并验证if (scanf("%d", &choice) != 1){// 清空输入缓冲区while (getchar() != '\n');printf("输入错误：请输入1～5的数字！\n");continue; // 跳过本次循环未执行的代码}// 根据用户选择执行对应的功能switch (choice){case 1:add_student(); // 添加学生信息break;case 2:show_all(); // 显示所有学生信息break;case 3:calc_avg(); // 查询学生平均分break;case 4:find_max(); // 查询最高分科目break;case 5:printf("感谢使用学生成绩管理系统，再见！\n");// 退出系统return 0; // 提前结束函数default:printf("输入错误：请输入1～5的有效选项！\n");}}return 0;
}

C语言中字符串相关API

C 语言中提供了一系列处理字符串的标准库函数，这些函数声明在 <string.h> 头文件中。以下是一些常用的字符串相关 API 及其功能说明：

字符串复制

char *strcpy(char *dest, const char *src)
- 功能：将src指向的字符串复制到dest指向的缓冲区
- 注意：需保证dest有足够空间，且不会检查溢出
char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n)
- 功能：复制src的前n个字符到dest
- 若src长度小于n，会用空字符填充剩余空间

字符串连接

char *strcat(char *dest, const char *src)
- 功能：将src字符串追加到dest末尾
- 要求dest有足够空间，且src和dest不能重叠
char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n)
- 功能：追加src的前n个字符到dest

字符串比较

int strcmp(const char *s1, const char *s2)
- 功能：比较s1和s2，返回值：
  - 小于 0：s1小于s2
  - 等于 0：s1等于s2
  - 大于 0：s1大于s2
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n)
- 功能：比较前n个字符

字符串长度

size_t strlen(const char *s)
- 功能：返回字符串s的长度（不包含终止符\0）

字符串查找

char *strchr(const char *s, int c)
- 功能：查找c在s中首次出现的位置，返回指针
char *strrchr(const char *s, int c)
- 功能：查找c在s中最后出现的位置
char *strstr(const char *haystack, const char *needle)
- 功能：在haystack中查找needle首次出现的位置

内存操作（也常用于字符串）

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n)
- 功能：复制n个字节，不检查\0，src和dest不能重叠
void *memset(void *s, int c, size_t n)
- 功能：将s的前n个字节设置为c（常用于初始化）

注意事项

大多数字符串函数依赖终止符\0来判断字符串结束
使用strcpy、strcat等函数时要确保目标缓冲区足够大，避免缓冲区溢出
处理可能不含终止符的数据时，应使用strncpy、strncat等带长度限制的函数
strlen返回size_t类型（无符号），比较时要注意避免隐式类型转换问题

C语言中数值转字符串，字符串转数值相关函数

在 C 语言中，数值与字符串之间的转换是常见操作，标准库提供了相关函数来实现这些转换。以下是常用的数值与字符串互转函数：

数值转字符串（格式化输出函数）

sprintf()
- 功能：将格式化的数据写入字符串
- 原型：int sprintf(char *str, const char *format, ...)
- 示例：
```
int num = 123;
char str[20];
sprintf(str, "%d", num);  // 将整数转为字符串
```
snprintf()
- 功能：与sprintf类似，但限制写入的字符数，更安全
- 原型：int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...)
- 示例：
```
float f = 3.1415;
char str[20];
snprintf(str, sizeof(str), "%.2f", f);  // 保留两位小数
```

字符串转数值

字符串转整数
- int atoi(const char *str)
  - 功能：将字符串转为int类型
  - 示例：int num = atoi("123"); // num = 123
- long int atol(const char *str)
  - 功能：将字符串转为long int类型
- long long int atoll(const char *str)
  - 功能：将字符串转为long long int类型
更灵活的转换函数（支持不同基数）
- ```
long int strtol(const char *str, char **endptr, int base)
```
  - 功能：将字符串转为long int，支持 2-36 进制
  - 参数：
    - base：基数（0 表示自动判断，10 为十进制等）
    - endptr：指向未转换部分的指针（可用于错误检查）
  - 示例：
```
char *str = "123abc";
char *end;
long num = strtol(str, &end, 10);  // num = 123, end指向"abc"
```
字符串转浮点数
- double atof(const char *str)
  - 功能：将字符串转为double类型
  - 示例：double f = atof("3.14"); // f = 3.14
- double strtod(const char *str, char **endptr)
  - 功能：更强大的浮点数转换，支持科学计数法
  - 示例：
```
char *str = "3.14e2abc";
char *end;
double f = strtod(str, &end);  // f = 314.0, end指向"abc"
```

注意事项

错误处理：
- atoi、atof等函数在转换失败时返回 0，难以区分有效 0 和错误
- 推荐使用strtol、strtod，通过endptr判断转换是否成功：
```
if (*endptr != '\0') {printf("转换失败，无效字符: %s\n", endptr);
}
```
缓冲区溢出：
- 使用sprintf时确保目标缓冲区足够大
- 优先使用snprintf并指定缓冲区大小
范围检查：
- 转换结果可能超出目标类型范围，需自行检查（可结合errno）