[C++知识库]C语言学习笔记（三七）

C语言学习第三十七天，今天学习字符指针与函数。

5.5 字符指针与函数
字符串常量是一个字符数组，例如：

??? "I am a string"

在字符串的内部表示中，字符数组以空字符'\0'结尾，所以，程序可以通过检查空字符找到字符数组的结尾。字符串常量占据的存储单元数也因此比双引号内的字符数大1。
字符串常量最常见的用法也许是作为函数参数，例如：

??? printf("hello, world\n");

当类似与这样的一个字符串出现在程序中时，实际上时通过字符指针访问该字符串的。
除了作为函数参数外，字符串常量还有其他用法。假定指针pmessage的声明如下：

??? char *pmessage;

那么，语句

??? pmessage = "now is the time";

将把一个指向该字符数组的指针赋值给pmessage。该过程并没有进行字符串的复制，而只是涉及到指针的操作。C语言没有提供将整个字符串作为一个整体进行处理的运算符。
下面两个定义之间有很大的差别：

??? char amessage[] = "now is the time"; /* 定义一个数组 */
??? char *pmessage = "now is the time"; /* 定义一个指针 */

上述声明中，amessage是一个仅仅足以存放初始化字符串以及空字符'\0'的一维数组。数组中的单个字符可以进行修改，但amessage始终指向同一个存储位置。另一方面，pmessage是一个指针，其初值指向一个字符串常量，之后它可以被修改以指向其他地址，但如果试图修改字符串的内容，结果是没有定义的。
下面举例说明指针和数组其他方面的问题。第一个函数strcpy(s, t)把指针t指向的字符串复制到指针s指向的位置。如果使用语句s=t实现该功能，其实质上只是拷贝了指针，而没有复制字符。为了进行字符的复制，这里使用了一个循环语句。如下：

??? /* strcpy函数：将指针t指向的字符串复制到指针s指向的位置；使用数组下标实现的版本 */
??? void strcpy(char *s, char *t) {
??????? int i;

??????? i = 0;
??????? while ((s[i] = t[i]) != '\0')
??????????? i++;
??? }

为了进行比较，下面是用指针方法实现的strcpy函数：

??? /* strcpy函数：将指针t指向的字符串复制到指针s指向的位置；使用指针方式实现的版本1 */
??? void strcpy(char *s, char *t) {
??????? while ((*s = *t) != '\0') {
??????????? s++;
??????????? t++;
??????? }
??? }

因为参数是通过值传递的，所以在strcpy函数中可以以任何方式使用参数s和t。在此，s和t是方便地进行了初始化的指针，循环每执行一次，它们就沿者相应的数组前即一个字符，直到将t中的结束符'\0'复制到s为止。
实际上，strcpy函数并不会按照上面的这些方式编写。经验丰富的程序员更喜欢将它编写成下列形式

??? /* strcpy函数：将指针t指向的字符串复制到指针s指向的位置；使用指针方式实现的版本2 */
??? void srrcpy(char *s, char *t) {
??????? while ((*s++ = *t++) != '\0')
??????????? ;
??? }

在该版本中，s和t的自增运算放到了循环的测试部分中。表达式*t++的值是执行自增运算之前t所指向的字符。后缀运算++表示在读取该字符之后才改变t的值。同样的道理，在s执行自增运算之前，字符就被存储到了指针s指向的旧位置。该字符值同时也用来和空字符'\0'进行比较运算，以控制循环的执行。最后的结果是依次将t指向的字符复制到s指向的为止，直到遇到结束符'\0'为止（同时也复制该结束符）。
为了进一步地精炼程序，我们注意到，表达式同'\0'的比较是多余的，因为只需要判断表达式的值是否为0即可。因此该函数可进一步写成下列形式：

??? /* strcpy函数：将指针t指向的字符串复制到指针s指向的位置；使用指针方式实现的版本3*/
??? void strcpy(char *s, char *t) {
??????? while (*s++ = *t++)
??????????? ;
??? }

该函数初看起来不太容易理解，但这种方法是很有好处的，我们应该掌握这种方法，C语言程序中经常会采用??? 这种写法。
标准库（<string.h>）中提供的函数strcpy把目标字符串作为函数值返回。
我们研究的第二个函数是字符串比较函数strcmp(s, t)。该函数比较字符串s和t，并且根据s按照字典顺序小于、等于或大于t的即诶过分别返回负整数、0或正整数。该返回值是s和t有前后逐字符比较时遇到的第一个不相等字符处的字符的差值。

??? /* strcmp函数：根据s按照字典顺序小于、等于或大于t的结果分别返回负整数、0或正整数 */
??? int strcmp(char *s, char *t) {
??????? int i;

??????? for (i = 0; s[i] == t[i]; i++)
??????????? if (s[i] == '\0')
??????????????? return 0;
??????????? return s[i] - t[i];
??? }

??? 下面时用指针方式实现的strcmp函数：

??? /* strcmp函数：根据s按照字典顺序小于、等于或大于t的结果分别返回负整数、0或正整数 */
??? int strcmp(char *s, char *t) {
??????? for (; *s == *t; s++, t++)
??????????? if (*s == '\0')
??????????????? return 0;
??????? return *s - *t;
??? }

??? 由于++和--既可以作为前缀运算符，也可以作为后缀运算符，所以还可以将运算符*与运算符++和--按照其他方式组合使用，但这些用法并不多见。例如，下列表达式

??????? *--p

在读取指针p指向的字符之前先对p执行自减运算。事实上，下面的两个表达式：

??? *p++ = val; /* 将val压入栈 */
??? val = *--p; /* 将栈顶元素弹出到val中 */

是进栈和出栈的标准用法。
头文件<string.h>中包含本节提到到函数的声明，另外还包括标准库中其他一些字符串处理函数的声明。

练习5-3 用指针的方式实现第二章中函数strcat。函数strcat(s, t)将t指向的字符串复制到s指向的字符串的尾部。
??? #include <stdio.h>

??? int main() {
??????? void strcat1(char *, char *);
??????? /* 这里的字符串必须是个字符数组，不能是一个指针，如果是指针 ，修改其内容会出现段错误 */
??????? char s[] = "I love ";
??????? char t[] = "C++";
??????? strcat1(s, t);
??????? printf("%s", s);
??? }
??? void strcat1(char *s, char *t) {
??????? while(*s)
??????????? s++;
??????? while(*s++ = *t++)
??????????? ;
??? }