7.5?函数和C-风格字符串

C-风格字符串由一系列字符组成，以空值字符结尾。前面介绍的大部分有关设计数组函数的知识也适用于字符串函数。

例如，将字符串作为参数时意味着传递的是地址，但可以使用const来禁止对字符串参数进行修改。然而，下面首先介绍一些有关字符串的特殊知识。

7.5.1?将C-风格字符串作为参数的函数

假设要将字符串作为参数传递给函数，则表示字符串的方式有三种：

char数组；
用引号括起的字符串常量（也称字符串字面值）；
被设置为字符串的地址的char指针。

但上述3种选择的类型都是char指针（准确地说是char*），因此可以将其作为字符串处理函数的参数：

????????char ghost[15] = "galloping";

????????char* str = "galumphing";

????????int n1 = strlen(ghost); //ghost is &ghost[0]

????????int n2 = strlen(str); //pointer to char

????????int n3 = strlen("galumphing"); //address of string

可以说是将字符串作为参数来传递，但实际传递的是字符串第一个字符的地址。这意味着字符串函数原型应将其表示字符串的形参声明为char*类型。

C-风格字符串与常规char数组之间的一个重要区别是，字符串有内置的结束字符（前面讲过，包含字符，但不以空值字符结尾的char数组只是数组，而不是字符串）。这意味着不必将字符串长度作为参数传递给函数，而函数可以使用循环依次检查字符串中的每个字符，直到遇到结尾的空值字符为止。程序清单7.9演示了这种方法，使用一个函数来计算特定的字符在字符串中出现的次数。由于该程序不需要处理负数，因此它将计数变量的声明为unsigned int。

程序清单7.9 strgfun.cpp

//strgfun.cpp -- functions with a string argument
#include<iostream>
unsigned int c_in_str(const char* str, char ch);
int main()
{
	using namespace std;
	char mmm[15] = "minimum";		//string in an array
//some systems require preceding char with static to
//enable array initialization

	char* wail = "ululate";			//wail points to string
	
	unsigned int ms = c_in_str(mmm, 'm');
	unsigned int us = c_in_str(wail, 'u');
	cout << ms << " m characters in " << mmm << endl;
	cout << us << " u characters in " << wail << endl;
	return 0;
}

//this function counts the number of ch characters
//in the string str
unsigned int c_in_str(const char* str, char ch) {
	unsigned int count = 0;
	
	while(*str)		//quit when *str is '\0'
	{
		if (*str == ch)
			count++;
		str++;		//move pointer to next char
	}
	return count;
}

下面是该程序的输出：

????????3 m characters in minimum

????????2 u characters in ululate

程序说明

由于程序清单7.9中的c_in_str()函数不应修改原始字符串，因此它在声明形参str时使用了限定符const。这样，如果错误地址函数修改了字符串的内容，编译器将捕捉这种错误。当然，可以在函数头中使用数组表示法，而不声明str：

????????unsigned int c_in_str(const char str[], char ch);

然而，使用指针表示法提醒读者注意，参数不一定必须是数组名，也可以是其他形式的指针。

该函数本身演示了处理字符串中字符的标准方式：

????????while(*str)

????????{

????????????????statements

????????????????str++;

????????}

str最初指向字符串的第一个字符，因此*str表示的是第一个字符。例如，第一次调用该函数后，*str的值将为m——“minimum”的第一个字符。只要字符不为空值字符（\0），*str就为非零值，因此循环将继续。在每轮循环的结尾处，表达式str++将指针增加一个字节，使之指向字符串中的下一个字符。最终，str将指向结尾的空值字符，使得*str等于0——空值字符的数字编码，从而结束循环。

7.5.2?返回C-风格字符串的函数

现在，假设要编写一个返回字符串的函数。是的，函数无法返回一个字符串，但可以返回字符串的地址，这样做的效率更高。例如，程序清单7.10定义了一个名为buildstr()的函数，该函数返回一个指针。该函数接受两个参数：一个字符和一个数字。函数使用new创建一个长度与数字参数相等的字符串，然后将每个元素都初始化为该字符。然后，返回指向新字符串的指针。

程序清单7.10 strgback.cpp

//strgback.cpp -- a function that returns a pointer to char
#include<iostream>
char* buildstr(char c, int n);		//prototype
int main()
{
	using namespace std;
	int times; 
	char ch;

	cout << "Enter a character: ";
	cin >> ch;
	cout << "Enter an integer: ";
	cin >> times;
	char* ps = buildstr(ch, times);
	cout << ps << endl;
	delete[]ps;						//free memory
	ps = buildstr('+', 20);			//reuse pointer
	cout << ps << "-DONE-" << ps << endl;
	delete[] ps;					//free memory
	return 0;
}

//builds string made of n c characters
char* buildstr(char c, int n) 
{
	char* pstr = new char[n + 1];
	pstr[n] = '\0';		//terminate string
	while (n-- > 0)
		pstr[n] = c;	//fill rest of string
	return pstr;
}

下面是该程序的运行情况：

????????Enter a character: V

????????Enter an integer: 46

????????VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV

????????++++++++++++++++++++-DONE-++++++++++++++++++++

程序说明

要创建包含n个字符的字符串，需要能够存储n+1个字符的空间，以便能够存储空值字符。因此，程序清单7.10中的函数请求分配n+1个字节的内存来存储该字符串，并将最后一个字节设置为空值字符，然后从后向前对数组进行填充。在程序清单7.10中，下面的循环将执行n次，直到n减少到0，这将填充n个元素：

????????while (n-- > 0)

????????????????pstr[n] = c;

在最后一轮循环开始时，n的值为1。由于n——意味着先使用这个值，然后将其递减，因此while循环测试条件将对1和0进行比较，发现测试为true，循环继续。测试后，函数将n减为0，因此pstr[0]是最后一个被设置为c的元素。之所以从后向前（而不是从前向后）填充字符串，是为了避免使用额外的变量。从前向后填充的代码将与下面类似：

????????int i = 0;

????????while (i < n)

????????????????pstr[i++] = c;

注意，变量pstr的作用域为buildstr函数内，因此该函数结束时，pstr（而不是字符串）使用的内存将被释放。但由于函数返回了pstr的值，因此程序仍可以通过main()中的指针ps来访问新建的字符串。

当该字符串不再需要时，程序清单7.10中的程序使用delete释放该字符串占用的内存。然后，将ps指向为下一个字符串分配的内存块，然后释放它们。这种设计（让函数返回一个指针，该指针指向new分配的内存）的缺点是，程序员必须记住使用delete。在第12章中，读者将知道C++类如何使用构造函数和析构函数负责为您处理这些细节。