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C语言中数组和字符串长度以及输入输出详解_c 规定输入长度

作者：程序代码艺术家2 | 2024-02-06 11:55:10

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c 规定输入长度

目录

数组的概念

数组初始化

字符数组

字符串的结束标志

字符串的长度

数组的长度

字符串的输出

字符串的输入 

数组的概念

为了节省开发的时间，我们通常把同一类型的多个数据定义为一个变量，这就是数组的由来。

先看代码

  1. #include<stdio.h>
  2.  
  3. int main（）
  4. {
  5.     int a[5];
  6.     printf("数组的大小为%d",sizeof(a));
  7.     return 0;
  8. }

输出的结果为20，这是因为在数组a中有5个整型变量，而每个int占4个字节。

可以通过画图来理解

即在图中数据的表示：a[0] = 1,a[1]= 2,a[2] = 3,a[3] = 4,a[5] = 5

在我们的使用过程中通常会用循环将数据放入数组中，也可以对数组中的数据进行循环输出：

  1. include<stdio.h>
  2.  
  3. int main()
  4. {
  5.     int i,arr[10];
  6.     
  7.     for(i=0;i<10;i++)    //对数组进行逐一的赋值
  8.     {
  9.         arr[i] = (i+1);
  10.     }
  11.  
  12.     for(i=0;i<10;i++)    //对数组进行逐一输出
  13.     {
  14.         printf("%d ",a[i]);
  15.     }
  16.  
  17.     return 0;
  18. }

运行结果1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

变量 i 既是数组下标，也是循环条件；将数组下标作为循环条件，达到最后一个元素时就结束循环。数组a的最大下标是 9，也就是不能超过 10，所以我们规定循环的条件是 i < 10,当a等于10时就结束循环。

更改上面的代码，让用户输入 10 个数字并放入数组中：

  1. for(i = 0;i < 10;i++)
  2.  
  3. {
  4.  
  5.         scanf("%d",&a[i]);    //从键盘获取输入的数据
  6.  
  7. }

数组初始化

我们可以在定义数组的同时给数组赋值

int arr[3] = {1,2,3};

也可以只定义数组，那么数组中的元素之就是初始值0

如果数组中所有元素值相等时也必须逐个赋值而不能直接写

例如元素值都为1

int arr[5] = {1,1,1,1,1};

除非元素素值都为0

int arr[5] = {0};        //相当于给数组清零

当给全部元素赋值时可以不写出数组长度

int arr[] = {1,2,3,4,5};

系统自动计算出数组长度

数组中元素的表示可以使用a[3]和3[a]，他们的意思是一样的。

字符数组

用来存放字符的数组称为字符数组

例如：

char a[10]; //定义一维字符数组 ,数组里面元素的值是未知的

char b[10]={'a', 'b', 'c', 'd'};//给部分一维字符数组赋值，未赋值数组系统，默认为'\0'

char c[5] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};

字符数组实际上是一系列字符的集合，也就是字符串。在C语言中，没有专门的字符串变量，没有string类型，通常就用一个字符数组来存放一个字符串，C语言中还可以使用字符指针(char*)。

C语言规定，可以将字符串直接赋值给字符数组，例如：

char a[20] = {"C progarm"};//给一维字符数组赋值字符串

char d[10] = "hello"; //给一维字符数组赋值字符串

在C语言中，由单引号('')修饰---它是字符，由双引号("")修饰---它是字符串，字符串又被称之为字符串常量，C语言把内存分成几块，有一块常量区，比如："hello"就存放在常量区，而程序在运行时，所使用内存的通常都是栈内存，比如：char d[10]，所以，字符串常量给字符数组初始化时，那么，编译器就会从字符串常量区将字符串拷贝一份给字符数组初始化，原件仍然在常量区

同时在程序中，常量是不可以被更改的，但是copy在数组中的可以被修改，存在常量区的常量仍然没被修改，修改的只是复制的常量。

给字符数组赋值时，我们通常使用这种写法，将字符串一次性地赋值（可以指明数组长度，也可以不指明

int arr[] = "hello";

字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义，就只能一个字符一个字符地赋值。

char str[7]; //声明一个字符数组

str = "adc123"; //这是错误

//正确 ---手动给数组赋值 str[0] = 'a';

str[1] = 'b';

str[2] = 'c';

str[3] = '1';

str[4] = '2';

str[5] = '3';

 字符串的结束标志

在C语言中，字符串总是以'\0'作为结尾，所以'\0'也被称为字符串结束标志，或者字符串结束符。

'\0'是 ASCII 码表中的第 0 个字符，英文称为 NULL，中文称为“空字符”。该字符既不能显示，也没有控制功能，输出该字符不会有任何效果，它在C语言中唯一的作用就是作为字符串结束标志。

C语言在处理字符串时，会从前往后逐个扫描字符，一旦遇到'\0'就认为到达了字符串的末尾，就结束处理。'\0'至关重要，没有'\0'就意味着永远也到达不了字符串的结尾。

上面是 ABCDEFGHI在内存中存储的例子

char str[10] = "ABCDEFGHI";        //他们最少需要十个字节储存

需要注意的是，逐个字符地给数组赋值并不会自动添加'\0'，例如：

char str[] = {'a', 'b', 'c'}

数组 str 的长度为 3，而不是 4，因为最后没有'\0'。

当用字符数组存储字符串时，要特别注意'\0'，要为'\0'留个位置；这意味着，字符数组的长度至少要比字符串的长度大 1

有些时候，程序的逻辑要求我们必须逐个字符地为数组赋值，这个时候就很容易遗忘字符串结束标志'\0'。下面的代码中，我们将 26 个大写英文字符存入字符数组，并以字符串的形式输出：

  1. #include <stdio.h>
  2.  
  3. int main(void)
  4. {
  5.     char str[30];  //局部变量，未赋值，里面的值是任意值（未知）
  6.     char c = 0;
  7.     int i = 0;
  8.  
  9.     //对数组进行赋值
  10.     for(i=0,c=65;c<=90; c++, i++)
  11.     //for循环在实现表达式一时，可以同时给多个变量进行初始化，中间用逗号分隔
  12.     {
  13.         str[i] = c;
  14.     }
  15.     //打印字符串方法
  16.     printf("%s", str);
  17.  
  18.     printf("\n");
  19.  
  20.     return 0;
  21. }

在函数内部定义的变量、数组、结构体、共用体等都称为局部数据。在很多编译器下，局部数据的初始值都是随机的、无意义的，而不是我们通常认为的“零”值。

printf() 输出字符串时，会从第 0 个元素开始往后检索，直到遇见'\0'才停止，然后把'\0'前面的字符全部输出，这就是 printf() 输出字符串的原理。

本例中我们使用 printf() 输出 str，按理说到了第 26 个元素就能检索到'\0'，就到达了字符串的末尾，然而事实却不是这样，由于我们并未对最后 4 个元素赋值，所以第 26 个元素不是'\0'，第 27 个也不是，第 28 个也不是……可能到了第 n个元素才遇到'\0'，printf() 把这 n个字符全部输出出来，就是上面的样子，多出来的字符毫无意义，甚至不能显示。数组总共才 30 个元素，到了第 50 个元素不早就超出数组范围了吗？是的，的确超出范围了！然而，数组后面依然有其它的数据，printf() 也会将这些数据作为字符串输出。不注意'\0'的后果有多严重，不但不能正确处理字符串，甚至还会毁坏其它数据。

要想避免这些问题也很容易，在字符串的最后手动添加'\0'即可。修改上面的代码，在循环结束后添加'\0'：

  1. #include <stdio.h>
  2.  
  3. int main(void)
  4. {
  5.     char str[30];  //局部变量，未赋值，里面的值是任意值（未知）
  6.     char c = 0;
  7.     int i = 0;
  8.  
  9.     //对数组进行赋值
  10.     for(i=0,c=65; c<=90; c++, i++)
  11.     {
  12.         str[i] = c;
  13.     }
  14.     //添加字符串的结束符
  15.     str[i] = '\0'; // str[i] = 0;
  16.  
  17.     //打印字符串方法
  18.     printf("%s", str);
  19.  
  20.     printf("\n");
  21.  
  22.     return 0;
  23. }

但这种写法不是最简洁的，一般来说直接给字符串所有值都赋值0

  1. #include <stdio.h>
  2.  
  3. int main(void)
  4. {
  5.     //如果操作的是字符数组来处理字符串，那么，建议在定义字符数组时，使用0来对字符数组进行初始化
  6.     char str[30] = {0};  //定义时进行初始化，里面数组值全为'\0'
  7.     char c = 0;
  8.     int i = 0;
  9.  
  10.     //对数组进行赋值
  11.     for(i=0,c=65; c<=90; c++, i++)
  12.     {
  13.         str[i] = c;
  14.     }
  15.  
  16.     //打印字符串方法
  17.     printf("%s", str);
  18.  
  19.     printf("\n");
  20.  
  21.     return 0;
  22. }

字符串的长度

在C语言中，我们使用string.h头文件中的 strlen() 函数来求字符串的长度，它的用法为：

length strlen(strname);

strname 是字符串的名字，或者字符数组的名字；length 是使用 strlen() 后得到的字符串长度，是一个整数。

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h> //strlen接口的头文件
  3.  
  4. int main(void)
  5. {
  6.     int len;
  7.     char str[30] = "www.baidu.com";
  8.  
  9.     len = strlen(str);  //这个是系统提供的函数，要用到头文件 string.h
  10.  
  11.     printf("len:%d\n", len);
  12.  
  13.     return 0;
  14. }

数组的长度

数组长度是指数组所有内存的大小，按字节来计算，通过C语言关键字sizeof

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>
  3.  
  4. int main(void)
  5. {
  6.     int len;
  7.     int arr[4] = {1, 2, 3, 4};
  8.     char str[30] = "www.baidu.com";
  9.  
  10.     printf("数组arr所占空间大小:%d\n", sizeof(arr));
  11.     printf("数组str所占空间大小:%d\n", sizeof(str)); //30 -- 数组所占内存字节数
  12.     printf("数组str字符串大小:%d\n", strlen(str)); //13  --- 有效字符串长度，不包括'\0'
  13.  
  14.     return 0;
  15. }

数组长度公式： 元素个数*数据类型所占空间大小 比如30*1

字符串的输出

在C语言中，有两个函数可以在控制台（显示器）上输出字符串，它们分别是：

  • puts()：输出字符串并自动换行，该函数只能输出字符串。

#include <stdio.h>

int puts(const char *s);

  • printf()：通过格式控制符%s输出字符串，不能自动换行。除了字符串，printf() 还能输出其他类型的数据。 
    1. #include <stdio.h>
    2. #include <string.h>
    3.  
    4. int main(void)
    5. {
    6.     int len;
    7.     
    8.     char str[30] = "www.baidu.com";
    9.  
    10.     printf("%s\n", str); //通过字符串输出 
    11.     printf("%s\n", "www.baidu.com");
    12.  
    13.     puts(str);
    14.     puts("www.baidu.com");
    15.  
    16.     return 0;

输出字符串时只需要给出名字，不能带后边的[ ]，例如，下面的两种写法都是错误的 

printf("%s\n", str[]); //错误的 

puts(str[10]); //错误的

字符串的输入 

在C语言中，有两个函数可以让用户从键盘上输入字符串

scanf()：通过格式控制符%s输入字符串。除了字符串，scanf() 还能输入其他类型的数据。

gets()：直接输入字符串，并且只能输入字符串。

但是，scanf() 和 gets() 是有区别的：

scanf() 读取字符串时以空格为分隔，遇到空格就认为当前字符串结束了，所以无法读取含有空格的字符串。

gets() 认为空格也是字符串的一部分，只有遇到回车键时才认为字符串输入结束，所以，不管输入了多少个空格，只要不按下回车键，对 gets() 来说就是一个完整的字符串。换句话说，gets() 用来读取一整行字符串。

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <string.h>
  3.  
  4. int main(void)
  5. {
  6.  
  7.     char str1[30] = {0};
  8.     char str2[30] = {0};
  9.     char str3[30] = {0};
  10.  
  11.     printf("gets请输入字符串:");
  12.     gets(str1);
  13.  
  14.     printf("scanf请输入字符串:");
  15.     scanf("%s", str2);  //数组名字就是地址
  16.     scanf("%s", str3);
  17.  
  18.     printf("str1:%s\n", str1);
  19.     printf("str2:%s\n", str2);
  20.     printf("str3:%s\n", str3);
  21.  
  22.  
  23.     return 0;
  24. }

输出： 

gets请输入字符串:C Program

scanf请输入字符串:PHP JAVA C

str1:C Program

str2:PHP

str3:JAVA

注意int、char、float 等类型的变量用于 scanf() 时都要在前面添加&，而数组或者字符串用于 scanf() 时不用添加&，它们本身就会转换为地址。

scanf() 的用法还可以更加复杂和灵活，它不但可以完全替代 gets() 读取一整行字符串，而且比 gets() 的功能更加强大。比如，以下功能都是 gets() 不具备的：

scanf() 可以控制读取字符的数目；

scanf() 可以只读取指定的字符；

scanf() 可以不读取某些字符；

scanf() 可以把读取到的字符丢弃。

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