前文我們提到了近乎所有的指針的用法，不過指針和數(shù)組用起來確實(shí)挺難的，今天要說到的知識(shí)點(diǎn)是字符串、字符數(shù)組和指針三者的關(guān)系。

什么是字符？

在之前，我們對字符提到的內(nèi)容很少，所以我們這里統(tǒng)一為大家介紹它們。

字符是以一個(gè)單引號(hào)包含起來，以區(qū)分?jǐn)?shù)值字面量的存在。比如下面的這個(gè)寫法：

這樣就表示 c 變量是一個(gè)字符類型的變量，存儲(chǔ)的元素是一個(gè)字符 1。這個(gè)字符 1 和普通的 1 不同，字符 1 一般用于輸出才用到，而數(shù)字 1 則可以操作和計(jì)算。

在 C 語言里，用單引號(hào)把這些符號(hào)引起來可以和數(shù)字作出區(qū)分。但為了靈活使用，字符有時(shí)候也可以和數(shù)字進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換關(guān)系是通過一個(gè)叫做 ASCII 碼表來搞定的。比如，在這個(gè)表里規(guī)定字符 A 的對應(yīng)整數(shù)是 65，a 是 97，而字符 1 對應(yīng)數(shù)值則是 49。

這樣定義，來區(qū)分字符是有意義的。在計(jì)算機(jī)處理這些字符的時(shí)候，為了可以明確表達(dá)數(shù)字的行為是計(jì)算，而字符的行為是輸出，所以 C 語言發(fā)明了類型這個(gè)體系，來區(qū)分字符和整數(shù)，所以字符 1 和數(shù)字 1 具有截然不同的用法，所以寫法和聲明（定義）語句上的賦值也是有不同的地方的。

如果你書寫的方式是這樣：

這樣只能表達(dá) i 變量的數(shù)值是 49，反之，如果你書寫成

這樣只能表達(dá) c 變量表示的字符是 ASCII 碼表里編號(hào)為 1 的那個(gè)字符。

使用字符和數(shù)字進(jìn)行輸出

在前文里，我們提到過數(shù)字的輸出模式。如果是整數(shù)，輸出則使用 %d 的格式化字符串，它會(huì)自動(dòng)幫我們改為字符串的形式書寫出來：

比如上面的這個(gè)寫法，顯然第一個(gè) 0 是沒有意義的，但用整數(shù)輸出的時(shí)候，你也就看不到這個(gè) 0 了，而只有 12 這個(gè)字符串。這就是數(shù)字的輸出模式。

字符的輸出使用的是 %c 這個(gè)格式化字符串。

這樣你就可以在輸出里得到一個(gè) 1。不過，如果你把這個(gè)單引號(hào)去掉了：

它就好比是

所以，輸出的內(nèi)容其實(shí)是 ASCII 碼表里編號(hào)為 1 的那個(gè)字符，而并不是 1，因?yàn)?1 在編號(hào)第 49 號(hào)的地方，所以如果想輸出 49，你還必須得寫成

這樣才可以得到一個(gè)字符 1。

字符串

字符串（也經(jīng)常被簡稱為串，string），是字符的一組序列，即由多個(gè)字符構(gòu)成的這個(gè)序列，稱為字符串。它的表現(xiàn)形式有兩種，一種是字面量字符串，一種是字符數(shù)組。我們都來說一下，以及它們的使用。

字面量字符串

字符可以用字面量的形式呈現(xiàn)，也可以用數(shù)字呈現(xiàn)，這表現(xiàn)出字符的兩種形態(tài)。字符串也是這樣。第一種呈現(xiàn)形式是通過雙引號(hào)的形式出現(xiàn)的。比如 "Hello, world!\n" 就是一個(gè)合格的字面量字符串寫法，用雙引號(hào)把所有原封不動(dòng)的字符序列包括起來。

不過，字面量字符串如何賦值和輸出呢？賦值的話，它的類型應(yīng)該是什么呢？

之前說過，字符串是一系列字符，所以它肯定不是單純的 char 類型了。實(shí)際上，它可以使用字符指針來表示，也可以用字符數(shù)組表示：

C 語言允許第一種寫法，讓 char 類型的指針（干脆就叫 char * 類型）來“接收”這個(gè)字符串，這樣的話，這個(gè)指針將會(huì)指向這個(gè)字符串的首地址（和數(shù)組一致，指向數(shù)組的第 0 號(hào)元素，即 charPointer 本身就等價(jià)于 &charPointer[0]）。這種表示方式的優(yōu)勢是，不用去數(shù)和關(guān)心字符串到底有多長。

第二種寫法也是允許的，C 語言會(huì)自動(dòng)把這個(gè)字符串拆解為一個(gè)字符數(shù)組，然后挨個(gè)存放進(jìn)去，最后得到這個(gè)數(shù)組的首地址。所以第二種寫法下，charArray 變量名依舊等價(jià)于數(shù)組的首地址。

不過，需要你額外注意一點(diǎn)。它和普通元素類型的數(shù)組不同，字符串會(huì)被處理成字符數(shù)組的形式存儲(chǔ)，然后返回的首地址可以用字符指針變量名或字符數(shù)組變量名接收。但是，字符串會(huì)自動(dòng)為末尾添加一個(gè)結(jié)束標(biāo)記字符 \0。這個(gè)字符是計(jì)算機(jī)內(nèi)表達(dá)這個(gè)字符的寫法，輸出并非是一個(gè)反斜杠和一個(gè)數(shù)字 0，而是啥都沒有。

\0 這個(gè)字符僅用于標(biāo)記字符串的結(jié)尾用，沒有其它的功能。而如果你非要把它當(dāng)整數(shù)形式表示的話，它在 ASCII 碼表里對應(yīng)的整數(shù)也就是 0。所以 0 對應(yīng) \0 這個(gè)字符。

所以，這個(gè)知識(shí)點(diǎn)告訴我們，Hello, world! 這個(gè)字符串整體長度是 14，除了字面量給定的 10 個(gè)英文字母、2 個(gè)符號(hào)、一個(gè)空格以外，還默認(rèn)在末尾帶有一個(gè)字符 \0 標(biāo)記，所以這個(gè)字符串長度是 14，并不是 13；而在第二種賦值格式里，這個(gè)中括號(hào)里就應(yīng)該是 14，而不是 13。

輸出字面量字符串的方式可以用 %s 的方式輸出：

這樣就可以完整輸出 s 這個(gè)字符串的所有內(nèi)容。另外，這樣書寫每次都必須寫上 %s，所以你可以改寫為這樣：

即直接使用 puts 函數(shù)來輸出一個(gè)字符串。

字符數(shù)組

顯然，字面量字符串會(huì)被處理為字符數(shù)組，所以其實(shí)還可以書寫為字符數(shù)組。

但請注意，如果寫成字符數(shù)組，系統(tǒng)就不會(huì)自己給你補(bǔ)充 \0 字符了。所以這種寫法必須自己補(bǔ)充一個(gè) \0 符號(hào)在字符數(shù)組的末尾。

當(dāng)然，你把 \0 寫在字符數(shù)組的中間某處也可以，不過這個(gè)字符串就會(huì)從這個(gè)地方截?cái)啵?/span>

這樣的話，這個(gè)字符數(shù)組長度就是 7 而不是原本的 13 或者 14 了。也就是說，這個(gè) s 接收到的完整的字符數(shù)組序列到第一個(gè) \0 就結(jié)束了，后面的內(nèi)容都不在 s 里。不過在內(nèi)存里，這些字符確實(shí)是挨著存儲(chǔ)的，不過你必須通過語法的 bug 越界訪問數(shù)組，才看得到它們了。

同樣地，字符數(shù)組也具有退化賦值的特性，所以我們依舊可以使用這一點(diǎn)，把字符數(shù)組賦值給一個(gè)指針。

字符串的使用

講完了兩種字符串的書寫格式后，我們來說明一下字符串的基本使用。

考慮如下實(shí)例。假設(shè)我們在寫一個(gè)代碼，輸出一個(gè)數(shù)字是否是質(zhì)數(shù)，代碼大部分已經(jīng)寫好：

這就是前面的例子，只是我為了邏輯清晰，把 isPrime 從 int 改為了 bool 類型（只是這么做就只能讓代碼運(yùn)行在允許 C99 標(biāo)準(zhǔn)的地方了）。

現(xiàn)在，考慮輸出語句。可以從輸出語句里看到，它們大部分輸出信息都是相同的，只是多了一個(gè) not?，F(xiàn)在我們可以考慮把代碼寫成一個(gè)三目運(yùn)算符的方式：

?printf("%d is %sa prime.\n", digit, isPrime ? "" : "not ");

注意輸出語句里有一個(gè) %sa，其實(shí)它是 %s 和一個(gè)字符 a 而已。它想要表示的是，某某數(shù)字，是（或不是）一個(gè)質(zhì)數(shù)，這樣的輸出格式。當(dāng) isPrime 為 true 的時(shí)候，我們就不需要 not 這個(gè)單詞的修飾，所以這個(gè)輸出一個(gè)空的字符串（只有一個(gè) \0，反正里面其它東西都沒有，到時(shí)候計(jì)算機(jī)會(huì)幫我們作出處理）；否則加一個(gè) not 修飾符來表示它”不是“質(zhì)數(shù)。

常見字符串函數(shù)

我們經(jīng)常要使用到一些字符串的處理模式，比如提取字符串里其中一部分字符、求長度等等。下面就來看看它們。

求字符串長度

我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)函數(shù) strlen，獲取一個(gè)字符串的長度。這個(gè)算法比較容易實(shí)現(xiàn)：

可以從代碼里看到，這就是一個(gè)基本的計(jì)算方式。首先我們定義一個(gè)結(jié)果 count 變量來表示一共多少字符，然后一個(gè)指針變量指向它的第一個(gè)元素，這樣一會(huì)兒我們就可以使用 ++ 將變量移動(dòng)指向，讓其指向下一個(gè)字符信息。然后最終當(dāng) cur 指向 \0 的時(shí)候，表示字符統(tǒng)計(jì)完畢，跳出 while 循環(huán)，返回結(jié)果 count 即可。

另外，參數(shù) str 在過程里都不用修改變量的本身指向和指向的內(nèi)容，所以我們可以對 str 使用 const 修飾。

這個(gè)算法可以改寫為這樣：

使用 for 循環(huán)就會(huì)簡單不少。另外，cur 指針如果不是指向 \0 字符就一直遍歷，這個(gè)條件是 *cur != '\0'，而前文說過 \0 的 ASCII 碼表編碼數(shù)值是 0，所以就相當(dāng)于 *cur != 0，而這種寫法在條件判斷一節(jié)的時(shí)候說過，它等價(jià)于不寫 != 0 部分，所以最終可以直接寫成 *cur 來表示 *cur != '\0'。另外，str 就等價(jià)于 &str[0]，所以初始賦值也可以不要地址符號(hào)和索引器部分 [0]。

取出字符串的一部分字符

嘗試寫出一個(gè) strstr 函數(shù)，來獲取某個(gè)字符串里指定起始點(diǎn)和長度的其中一部分字符。

首先判斷輸入的所有參數(shù)是否都符合條件。如果取出的長度 length 比 0 還小，或者比字符串長度還大，是不滿足要求的；同時(shí)，如果獲取元素的起始索引 startIndex 比 0 小，或超過字符串長度，也依然是無效的。所以這個(gè)時(shí)候我們給用戶輸出一個(gè)空字符串，來表示錯(cuò)誤（當(dāng)然你也可以給它另外的東西，或者執(zhí)行指定的某個(gè)行為來表示輸入信息錯(cuò)誤）。

否則，我們嘗試讓 ptr 指向 str[startIndex] 處的元素，然后不斷更新 last 和 ptr 的數(shù)值。當(dāng) last 減到 0 的時(shí)候就是獲取結(jié)束的時(shí)候。

最后得到結(jié)果后，我們把 ptr 指向的字符改寫為 \0 表示從這里截?cái)?，表示這里是字符串的結(jié)束。最后返回 str[startIndex] 的地址就可以了。

當(dāng)然你也可以改寫一下：

注意，返回值也可以使用 const 修飾符來表示不可以修改。