26 字符串之字符串的定义

在C语言中，字符串是以字符数组的形式存储的，而不是一种独立的数据类型。这一点与其他编程语言（如Python或Java）不同，后者有专门的字符串类型。在C语言中，字符串的定义和操作需要我们对字符数组有充分的理解。

字符串的定义

一个字符串可以被定义为由字符组成的数组，以空字符（'\0'）作为结束标志。例如，字符串 "hello" 在内存中实际上是一个字符数组，包括字符 h, e, l, l, o，以及一个结束符 '\0'，如下所示：

char str[] = "hello"; // 等同于 char str[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

字符串的特点

1. 结束标志：每个字符串都必须有一个终止字符 '\0'，它标志着字符串的结束。没有这个字符，C语言无法判断字符串的边界。
2. 字符数组：字符串实际上是字符数组，它可以通过数组的下标来访问每个字符。
3. 不可变性：在C语言中，字符串是不可变的，也就是说，不能直接修改字符数组中的字符（不过，指向字符数组的指针是可以重新赋值的）。

字符串的初始化

我们可以使用多种方式来初始化字符串，以下是几种常见的方式：

直接初始化

通过字符串字面量来初始化字符串：

char str1[] = "hello"; // 数组大小自动推导为6（5个字符 + 1个结束符）

指针初始化

通过字符指针来指向字符串字面量：

char *str2 = "hello"; // 这将指向只读存储区

注意：使用指针初始化字符串时，字符串是只读的，试图修改它将导致未定义的行为。

手动初始化

我们也可以显式地初始化字符数组：

char str3[6] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

字符串长度

字符串的长度通常是通过计算数组中字符的数量来得到的。C标准库中提供了一个函数 strlen，可以获取字符串的长度（不包括结束符）：

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

int main() {
    char str[] = "hello";
    printf("Length of string: %lu\n", strlen(str)); // 输出结果为5
    return 0;
}

通过 strlen(str) 可以获得字符串的长度。

示例：字符串定义

下面是一个完整的程序示例，展示了如何定义和初始化字符串，并获取它们的长度：

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

int main() {
    // 定义字符串
    char str1[] = "hello";         // 字符数组初始化
    char *str2 = "world";          // 指针初始化
    char str3[6] = {'C', ' ', 'L', 'a', 'n', 'g', '\0'}; // 手动初始化

    // 输出字符串及其长度
    printf("str1: %s, Length: %lu\n", str1, strlen(str1));
    printf("str2: %s, Length: %lu\n", str2, strlen(str2));
    printf("str3: %s, Length: %lu\n", str3, strlen(str3));

    return 0;
}

输出结果：

str1: hello, Length: 5
str2: world, Length: 5
str3: C Lang, Length: 6

总结

在C语言中，字符串是以字符数组的形式存储，并以空字符 '\0' 结束。理解字符串的定义和特点是学习C语言的基础，为后续的字符串操作打下基础。下篇将讨论字符串的操作，包括常见的字符串函数和如何进行字符串的拼接、复制等操作。