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C/C++中的字符串

news 来源：原创 2025/6/16 20:56:02

字符串表示方式：
- 在C语言中，字符串实际上是一个字符数组（字节数组），并且以空字符 \0 结尾。例如，字符串 "RUNOOB" 实际上在内存中表示为 {'R', 'U', 'N', 'O', 'O', 'B', '\0'}。
- 这个 \0 终止符告诉标准库函数（如 printf()、strlen() 等）字符串在哪里结束。
防止未定义行为：
- 如果没有正确地添加 \0 终止符，使用这些标准库函数时可能会导致未定义行为。例如，printf("%s", str) 会继续读取内存直到找到一个 \0，这可能导致读取到不相关的内存区域，甚至引发程序崩溃或安全漏洞（如缓冲区溢出攻击）。

1. 使用示例1

假设你有一个长度为5的字符串 "hello"，你需要至少6个字节的空间来存储它（包括 \0 终止符）。

char str[6] = "hello";  // 正确，隐式包含 \0
// 或者
char str[] = "hello";   // 正确，编译器自动计算大小并包含 \0

如果只分配了5个字节：

char str[5] = "hello";  // 错误，没有空间留给 \0

在这种情况下，str 不会被正确地视为一个C字符串，因为缺少终止符 \0。

2. 使用示例2

2.1 错误示例1

char buffer[5];
sprintf(buffer, "hello");  // 错误，buffer 只有 5 字节，不足以容纳 "hello\0"

2.2 错误示例2

char buffer[7];
int num = 4;
sprintf(buffer, "hello %d", num);  // 错误，buffer 只有7字节，不足以容纳 "hello 5\0"

2.3 正确示例

/* 恰巧开辟缓冲区 */

char buffer[8];
int num = 4;
sprintf(buffer, "hello %d", num);  // 错误，buffer 只有7字节，不足以容纳 "hello 5\0"



/* 开辟稍微大一点的缓冲区 */
char buffer[256];
int num = 4;
sprintf(buffer, "hello %d", num);  // 错误，buffer 只有7字节，不足以容纳 "hello 5\0"

3. char *str和char str2[]的用法

3.1 char *str的使用场景

函数参数传递：当需要将字符串传递给函数时，通常使用指针，因为指针只需要传递地址，效率较高。

void printString(const char *str) {
    printf("%s\n", str);
}

结构体中使用字符串：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

// 定义一个包含字符指针的结构体
struct Person {
    char *name;  // 指向字符串的指针
    int age;
};

int main() {
    // 动态分配内存并初始化结构体实例
    struct Person person1;
    person1.name = (char *)malloc(50 * sizeof(char));  // 分配50字节的内存
    if (person1.name == NULL) {
        fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }
    strcpy(person1.name, "Alice");
    person1.age = 30;

    // 打印结构体内容
    printf("Name: %s\n", person1.name);
    printf("Age: %d\n", person1.age);

    // 修改结构体中的字符串
    strcpy(person1.name, "Bob");

    // 再次打印结构体内容
    printf("Name: %s\n", person1.name);
    printf("Age: %d\n", person1.age);

    // 释放分配的内存
    free(person1.name);

    return 0;
}

3.2 char str2[]的使用场景

固定大小的字符串：当你知道字符串的最大长度并且不需要动态调整大小时，使用字符数组更为合适。

char buffer[100];
fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin);  // 从标准输入读取最多99个字符

结构体中使用字符串：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

// 定义一个包含字符数组的结构体
struct Person {
    char name[50];  // 假设名字的最大长度为49个字符（包括终止符）
    int age;
};

int main() {
    // 创建并初始化结构体实例
    struct Person person1 = {"Alice", 30};
    
    // 修改结构体中的字符串
    strcpy(person1.name, "Bob");

    // 打印结构体内容
    printf("Name: %s\n", person1.name);
    printf("Age: %d\n", person1.age);

    return 0;
}

总结：当能大致估计字符串的长度时，直接使用字符数组；当我估计不到字符串有多长时，直接使用字符指针；