字符数组（字符串）

背景：C语言没有"字符串"类型

很多语言有专门的 string 类型，但 C 没有。那C里怎么表示一串文字？

答案：用字符数组。 最末尾加一个特殊的 \0（空字符）表示"到这里结束"。

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一、字符数组的两种写法

写法1：老老实实一个一个写

char str[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
// 数组长度 = 6（5个字母 + 1个结束符）

写法2：用双引号（更常用）

char str[] = "Hello";
// 编译器自动在末尾加 \0，数组长度还是6

两种写法完全等价，写法2更方便。

验证一下长度

#include <stdio.h>

int main() {
    char str[] = "Hello";

    printf("数组长度: %zu\n", sizeof(str));         // 6（包含\0）
    printf("字符串长度: %zu\n", strlen(str));       // 5（不包含\0）
    // sizeof 数的是所有字符（含\0）
    // strlen 只数到\0为止（不含\0）

    return 0;
}

%zu 是 sizeof 和 strlen 返回值的格式符（size_t 类型）。

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二、内存里的样子

char str[] = "Hello";

内存中：

┌────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│ H  │ e  │ l  │ l  │ o  │ \0 │
└─┬──┴─┬──┴─┬──┴─┬──┴─┬──┴─┬──┘
  0    1    2    3    4    5    ← 下标

⚠️ \0 不是字母，是结束标志！ 告诉程序："字符串到这里就完了"。

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三、strlen 和 sizeof 的区别

表达式	结果	解释
sizeof("Hello")	6	整个数组的字节数（含\0）
strlen("Hello")	5	有效字符个数（不含\0）
strlen("")	0	空字符串，长度0
sizeof("")	1	空字符串也有一个\0

⚠️ strlen 需要引入 <string.h> 头文件！

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四、遍历字符数组

和普通数组一样，用 for 循环：

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

int main() {
    char str[] = "Friday";
    int len = strlen(str);

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        printf("str[%d] = '%c'\n", i, str[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

str[0] = 'F'
str[1] = 'r'
str[2] = 'i'
str[3] = 'd'
str[4] = 'a'
str[5] = 'y'

也可以直接用 %s 一口气打印整个字符串：

printf("%s", str);     // 输出: Friday

%s 会从数组开头一直输出到遇到 \0 为止。

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五、用户输入字符串

scanf 读取

char name[20];                // 预留20个字符的空间
scanf("%s", name);            // 注意：没有 & 符号！
printf("你好, %s!\n", name);

⚠️ 为什么没有 &？ 普通变量用 scanf("%d", &x) 要加 &，但数组名 name 本身就是地址，所以不用加。

⚠️ scanf 的坑：遇到空格就停了！ 输入 "Friday Hello" → 只读到 "Friday"。

fgets 读取（推荐）

char name[20];
fgets(name, sizeof(name), stdin);    // 安全！最多读19个字符+1个\0
printf("你输入了: %s", name);

fgets 的三个参数： 1. 存到哪里 2. 最多读多少个字符（含\0） 3. 从哪里读（stdin = 键盘）

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六、常用字符串操作函数（）

函数	作用	示例
strlen(s)	获取字符串长度	strlen("Hi") → 2
strcpy(dest, src)	复制字符串	strcpy(copy, str);
strcat(dest, src)	拼接字符串	strcat(greeting, name);
strcmp(a, b)	比较两个字符串	strcmp(s1, s2) == 0 表示相等
strncpy(dest, src, n)	安全复制（限n个字符）	防溢出
strncat(dest, src, n)	安全拼接	防溢出

strcmp 的返回值

char a[] = "apple";
char b[] = "banana";
char c[] = "apple";

strcmp(a, b);   // < 0 （a 比 b 小）
strcmp(b, a);   // > 0 （b 比 a 大）
strcmp(a, c);   // == 0 （相等！）

⚠️ 千万不要用 == 比较字符串！

if (str1 == str2)    // ❌ 这是在比较地址，不是内容！
if (strcmp(str1, str2) == 0)    // ✅ 这才是比较内容

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七、完整示例：姓名问候程序

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

int main() {
    char name[50];
    char greeting[100] = "你好, ";   // 先存好前半句

    printf("请输入你的名字: ");
    fgets(name, sizeof(name), stdin);

    // fgets 会把换行符也读进去，把它去掉
    name[strcspn(name, "\n")] = '\0';   // strcspn 找到\n的位置，改成\0

    // 拼接
    strcat(greeting, name);
    strcat(greeting, "!");

    printf("%s\n", greeting);
    printf("你的名字有 %zu 个字符\n", strlen(name));

    return 0;
}

strcspn(str, "\n") 返回字符串中第一个 \n 的位置。用这个技巧去掉 fgets 带进来的换行符。

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八、数组越界——字符串的隐患

char str[5] = "Hello";    // ❌ 危险！
// "Hello" 实际需要6个字符（含\0），但只给了5个空间
// \0 会写到数组外面，破坏其他数据

改了也不够位：

char str[5] = "Hi";       // ✅ 安全，"Hi" + "\0" 只占3个字符

安全做法： 预留足够的空间，用 strncpy 代替 strcpy：

char dest[10];
strncpy(dest, "Hello World", sizeof(dest) - 1);
dest[sizeof(dest) - 1] = '\0';   // 确保以\0结尾

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九、逐字符操作（字符数组的真正威力）

因为字符串本质就是数组，你可以像操作普通数组那样逐个改字符：

char str[] = "hello";

str[0] = 'H';          // 首字母大写
str[4] = 'Y';          // 改成 hellY
printf("%s\n", str);   // hellY

// 全部转大写
for (int i = 0; i < strlen(str); i++) {
    if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {
        str[i] = str[i] - 32;   // ASCII码：'a'-'A' = 32
    }
}
printf("%s\n", str);   // HELLY

小写字母转大写：减32。大写转小写：加32。 因为 ASCII 表中 'A'=65，'a'=97，相差32。

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总结

概念	要点
字符串本质	字符数组 + \0 结束符
声明	char str[] = "Hello";
长度	sizeof 含\0，strlen 不含\0
打印	%s 一口气输出，或用 for 逐个输出
输入	fgets 比 scanf 安全
比较	用 strcmp，不能用 ==
复制/拼接	strcpy / strcat，注意空间够不够
逐字符操作	直接改 str[i]，跟普通数组一样