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思维导图 前言
主要内容
前言内容整理 字符型数据和存储 字符型数据是依据字符的ASCII代码存储在内存单元中通常占用一个字节的空间。ASCII代码可以被认为是整数因此在C99标准中字符类型被归类为整型数据的一种。 字符数据的特点及其在本书的讨论 字符数据有着广泛的应用特别是在字符串的形式中使用。由于字符数据的特性和应用范围广泛本书将专门讨论这个话题希望读者能够熟练掌握相关知识。 C语言中的字符串处理 C语言本身没有字符串数据类型或变量。在C语言中字符串是通过字符数组来实现和存储的。
这段前言主要是为了介绍字符型数据的基本存储方式和其在C语言中的应用尤其是在构建字符串时的重要性和处理方式。
我的理解
首先它解释了字符型数据是如何存储在内存中的即通过字符的ASCII代码存储一般占用一个字节的空间。然后它提到在C99标准中字符型数据是整型数据的一种特殊类型因为ASCII代码是整数。
接着这段文字强调了字符数据在实际编程中的重要性和应用范围特别是它在构成字符串时的重要角色。由于字符数据的应用很广泛并且具有其自身的特点所以作者特意在本书中对其进行深入讨论以帮助读者更好地掌握这个概念。
最后它指出C语言中没有专门的字符串类型或变量而是通过字符数组来实现字符串的存储和操作。
总结来说这段文字旨在向读者介绍字符型数据的存储方式和其在C语言中的应用特别是在形成字符串时的作用和重要性。同时它也提示读者C语言处理字符串的特殊方式即使用字符数组来存储和操作字符串。
6.3.1 怎样定义字符数组
主要内容
1. 字符数组的定义 - **定义**字符数组是用于存储字符数据的数组每个元素存放一个字符。 - **方法**定义字符数组的方式与定义数值型数组类似。
2. 示例与解析 - **示例代码** char c[10];c[0]T;c[1];c[2]a;c[3]m;c[4];c[5]h;c[6]a;c[7]p;c[8]p;c[9]y;
- **数组状态示意图**图6.11 - c[0]: T - c[1]: - c[2]: a - c[3]: m - c[4]: - c[5]: h - c[6]: a - c[7]: p - c[8]: p - c[9]: y 3. 字符数据的存储形式 - **以整数形式存放**字符型数据是通过其ASCII代码一种整数形式来存储的。 - **使用整型数组存放字符数据**可以利用整型数组来存储字符数据。 - **示例代码** c int e[10]; e[0]a; // 合法但会浪费存储空间 - **代码解析** - 此代码段展示了如何用整型数组来存储字符数据。虽然这种做法是合法的但由于整型数组元素通常占用的空间大于字符型数组元素这样做会浪费存储空间。
这部分内容讲述了字符数组的定义、赋值和字符数据的存储方式以及字符数据如何通过其ASCII代码整数形式存储在整型数组中尽管这样会浪费更多的存储空间。 我的理解 6.3.2 字符数组初始化
主要内容
### 6.3.2 字符数组的初始化
1. **初始化方式** - 利用初始化列表来对字符数组进行初始化逐一将字符赋给数组的各个元素。 - 示例:
char c[10]{I, ,a,m, ,h,a,p,p,y}; (注意: 代码中有语法错误和不完整的部分这可能是一个错误或打字错误)
2. **未初始化的字符数组** - 如果没有进行初始化字符数组的元素值将是不可预见的。
3. **初值个数与数组长度的关系** - 若初值个数 数组长度: 语法错误。 - 若初值个数 数组长度: 只有前几个元素会被初始化剩余的将被初始化为空字符 \0.
4. **省略数组长度** - 如果初值个数与数组长度相等可以省略数组长度系统将根据初值个数自动确定数组长度。 - 示例: (注意: 示例中的代码有语法错误 是不合法的字符)
5. **二维字符数组** - 可以定义并初始化一个二维字符数组。 - 示例: (注意: 示例中的代码有语法错误字符数组的初始化不正确)
6. **图示** - 图 6.12 和图 6.13 展示了字符数组的状态和一个菱形平面图形的示例。 6.3.3 怎样引用字符数组中的元素
主要内容
在这段文字中我们可以看到两个代码示例
### 例6.6输出一个已知的字符串
#### 解题思路 - 定义一个字符数组并用初始化列表为其赋初值。 - 使用循环逐个输出字符数组中的字符。
#### 编写程序
#includestdio.h
int main()
{char c[15] {I, , a, m, , a, , s, t, u, d, e, n, t, .};int i;for(i 0; i 15; i)printf(%c, c[i]);printf(\n);return 0;
}
#### 运行结果
### 例6.7输出一个菱形图
#### 解题思路 - 画出一个如图6.13所示的平面菱形图案每行包含5个字符可以包含空白字符和x字符。 - 定义一个字符型的二维数组并用初始化列表进行初始化其中列表中的字符顺序应与图6.12中各行中的字符顺序相对应注意你提供的文本没有给出图6.12和图6.13你需要根据这两个图来设置初始化列表。 - 使用嵌套的for循环输出字符数组中的所有元素。
#### 编写程序 以下代码需要根据图6.12和图6.13来完善初始化列表
#includestdio.h
int main()
{char diamond[5][5] {{ , , x, , },{ , x, , x, },{x, , , , x},{ , x, , x, },{ , , x, , }};int i, j;for(i 0; i 5; i) {for(j 0; j 5; j)printf(%c, diamond[i][j]);printf(\n);}return 0;
}
#### 运行结果
这两个示例可以帮助你理解如何引用字符数组中的元素。在C语言中数组是通过索引来引用其元素的其中索引是从0开始的。在这些示例中我们通过在循环中使用索引来引用和打印字符数组中的元素。 6.3.4 字符串和字符串结束标志
主要内容
这段文本讲述了C语言中字符串的表示方式和其结束标志\0的重要性。下面我们逐一讨论其中的重点。
#### 1. 字符串的表示和存储 在C语言中字符串是作为字符数组来处理的。一个字符数组可以用来存储一个字符串其中字符串的字符是逐个存储到数组元素中的。
#### 2. 字符串结束标志\0 为了确定字符串的实际长度C语言引入了一个特殊的字符\0作为字符串结束标志。遇到\0字符时认为字符串结束其前面的字符组成一个字符串。这意味着字符数组的长度不再是重点而是通过\0的位置来判断字符串何时结束。
#### 3. 字符数组的初始化 字符数组可以通过字符串常量来初始化。这种方式直观、方便且符合人们的习惯。例如
char e[] I am happy;
或
char c[] I am happy;
注意初始化时系统会自动在字符串末尾添加一个\0字符因此数组的长度会比字符串常量的字符数多一。
#### 4. \0字符的应用 系统在存储字符串常量时会自动在其末尾添加\0字符以标示字符串的结束。这样可以方便地使用例如printf(%s, str)这样的函数来输出字符串因为函数会自动检测\0字符来判断字符串何时结束。
#### 5. 字符数组中\0的重要性 如果想用一个新的字符串替换字符数组中的原有字符串应注意添加\0字符以标示新字符串的结束。否则新字符串和原有字符串会连成一片无法区分。例如
char c[] C program.;
// ... (假设我们将Hello存储到数组c的前5个位置)
printf(%s\n, c);
如果没有在Hello后面添加\0字符输出结果将是Hellogram.而不仅仅是Hello。
#### 小结 通过这段文本我们可以更好地理解C语言中字符串的表示方式及\0字符在字符串处理中的重要性。这有助于我们更好地管理和处理字符串避免因字符串未正确结束而导致的潜在错误。 6.3.5 字符数组的输入输出
主要内容
#### 方法
1. **逐个字符输入输出** - 使用 %c 格式符来逐一输入或输出字符。 - 例: 示例 6.6 (未给出)
2. **整个字符串的输入输出** - 使用 %s 格式符来进行字符串的输入或输出。 - 例: char c[] China;printf(%s\n, c); - 在内存中, 数组 c 的存储情况是逐字符存储最后是结束符 \0。 - 输出时只会输出到遇见 \0 结束符。
#### 说明
1. **输出字符串时** - 输出的字符中不包括结束符 \0。
2. **使用 %s 格式符** - 在 printf 函数中的输出项应该是字符数组名而非数组元素名。 - 错误示例: printf(%s, c[0]); (c[0]是数组元素而非数组名)
3. **数组长度与实际字符串长度** - 如果数组长度大于字符串的实际长度输出时只输出到第一个 \0 结束。 - 例: char c[10] China;printf(%s, c); - 以上代码只输出“China”不会输出10个字符。
4. **字符数组中的多个 \0** - 如果一个字符数组中包含一个以上的 \0则输出时会在遇到第一个 \0 时停止。
5. **使用 scanf 函数输入字符串** - scanf(%s, c); - 输入的字符串应该短于已定义的字符数组的长度。 - 例如, 定义 char e[6]; 并输入 ChinaL系统会自动在 China 后添加 \0。
6. **输入多个字符串** - 使用 scanf 函数可以输入多个以空格分隔的字符串。 - 例:
char str1[5], str2[5], str3[5];scanf(%s%s%s, str1, str2, str3); - 以上代码将输入 How are you? 分割为三个字符串存储在 str1、str2 和 str3 中。
7. **注意事项** - 在使用 scanf 函数时字符数组名作为输入项时不应该再加地址符 。 - 错误示例: scanf(%s, str); 8. **字符数组名和地址** - 字符数组名代表该数组的起始地址。 - 可以使用 printf 语句得到数组第一个元素的地址例如 c printf(%p, c); 此处显示数组 c 的起始地址。 9. **字符串输出的实现** - 使用 printf(%s, c); 输出字符串是通过找到数组名 c 代表的起始地址然后逐个输出字符直到遇到 \0 结束。
这就是字符数组的输入和输出的基本概念和实现方法。 6.3.6 字符串处理函数
主要内容
### 6.3.6 使用字符串处理函数
- 字符串处理函数是C编译系统提供的公共函数用于方便地处理字符串运算。 - 这些函数不是C语言的核心组成部分而是由编译系统提供来增强用户体验。 - 以下是一些常用的字符串处理函数
1. **puts 函数** - 用于输出字符串 - 用法puts(字符数组) - 在输出时字符串的结束标记 \0 转换为换行符 \n。
2. **gets 函数** - 用于输入字符串 - 用法gets(字符数组) - 该函数将终端输入的字符串存入字符数组并返回数组的起始地址。
3. **strcat 函数** - 字符串连接函数 - 用法strcat(字符数组1, 字符数组2) - 该函数将字符数组2连接到字符数组1的后面并返回字符数组1的地址。 - 注意保证字符数组1有足够的空间来容纳新的字符串。
4. **strcpy 和 strncpy 函数** - 字符串复制函数 - 用法strcpy(字符数组1, 字符串2) 或 strncpy(字符数组1, 字符串2, n) - 这些函数将字符串2或其前n个字符复制到字符数组1中。 - 注意字符数组1应有足够的空间来容纳字符串2。
5. **strcmp 函数** - 字符串比较函数 - 用法strcmp(字符串1, 字符串2) - 该函数比较两个字符串并根据比较结果返回相应的值0正数或负数。
6. **strlen 函数** - 测字符串长度的函数 - 用法strlen(字符数组) - 该函数返回字符串的实际长度不包括 \0。
7. **strlwr 函数** - 将字符串转换为小写 - 用法strlwr(字符串)
8. **strupr 函数** - 将字符串转换为大写 - 用法strupr(字符串)
- 当使用这些字符串处理函数时需要在程序文件开头包含 string.h 文件。 - 这些函数提供了一种方便的方式来处理字符串运算但不需要硬记它们可以根据函数名猜测其功能并在需要时查阅文档。
### 注意点
- 这些函数不是C语言的核心组成部分但它们提供了处理字符串运算的便利方式。 - 使用这些函数时应确保字符数组有足够的空间来避免溢出。 - 字符串的比较应根据ASCII码值进行并注意大写字母的ASCII值小于小写字母的。 - 使用这些函数可以大大提高字符串操作的效率和便利性。 6.3.7 字符数组应用举例 例6.8 统计新单词 我的答案
## 思考过程和分析过程
在这个问题中我们的目标是统计一行字符串中有多少个单词以空格作为单词的分隔符。为了实现这个功能我们可以使用一个标志变量如word来跟踪我们是否处于单词内还是单词外同时我们需要一个计数器来统计我们遇到的单词数量。
### 思考过程
1. 初始化一个标志变量word为0和一个计数器num为0。 2. 遍历输入字符串中的每一个字符。 3. 如果当前字符是非空格字符并且word为0表示前一个字符是空格或者这是第一个字符我们将word设为1并将num增加1因为我们已经找到了一个新的单词的开始。 4. 如果当前字符是空格我们将word设为0表示我们现在是在单词外面。 5. 在遍历结束后num将包含单词的数量。
### 分析过程
1. **边界条件**我们需要确保处理字符串的开始和结束时的边界条件。 2. **循环条件**在遍历字符串时我们应该正确地设置循环条件以防止数组越界。 3. **代码效率**我们应该尽量使代码高效避免不必要的操作。
下面是在CC和JAVA中实现该逻辑的代码
### C语言实现
#include stdio.h
#include string.hint main() {char str[100];fgets(str, 100, stdin);int num 0, word 0;for(int i 0; i strlen(str); i) {if(str[i] ! str[i] ! \n) {if(word 0) {word 1;num;}} else {word 0;}}printf(There are %d words in this line.\n, num);return 0;
}
### C实现
#include iostream
#include string
using namespace std;int main() {string str;getline(cin, str);int num 0, word 0;for(char c : str) {if(c ! ) {if(word 0) {word 1;num;}} else {word 0;}}cout There are num words in this line. endl;return 0;
}
### JAVA实现
import java.util.Scanner;public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner sc new Scanner(System.in);String str sc.nextLine();int num 0, word 0;for(int i 0; i str.length(); i) {if(str.charAt(i) ! ) {if(word 0) {word 1;num;}} else {word 0;}}System.out.println(There are num words in this line.);}
}
在以上代码中我们按照之前讨论的思考和分析过程实现了单词计数逻辑。首先我们读取一行输入然后我们遍历每一个字符并使用word变量来跟踪我们是否处于一个单词中。如果我们遇到一个新的单词的开始我们增加单词计数器num。 例6.9 比较字符串大小 我的答案
要找出三个字符串中的“最大”者首先我们需要明确“最大”的定义。在这里我们可以将其理解为字典序最大的字符串。
我们可以按照以下步骤解决这个问题
1. 首先我们需要获取这三个字符串。 2. 接着我们可以使用字符串比较函数例如C语言中的strcmpC中的string::compare或者Java中的String.compareTo来比较这些字符串。 3. 最后我们可以确定并输出字典序最大的字符串。
以下是各个语言的实现
### C 语言
#include stdio.h
#include string.hint main() {char str1[100], str2[100], str3[100];printf(Enter three strings:\n);scanf(%s %s %s, str1, str2, str3);char *max_str;if (strcmp(str1, str2) 0) {if (strcmp(str1, str3) 0) {max_str str1;} else {max_str str3;}} else {if (strcmp(str2, str3) 0) {max_str str2;} else {max_str str3;}}printf(The largest string is: %s\n, max_str);return 0;
}
### C 语言
#include iostream
#include stringint main() {std::string str1, str2, str3;std::cout Enter three strings: std::endl;std::cin str1 str2 str3;std::string max_str;if (str1 str2) {if (str1 str3) {max_str str1;} else {max_str str3;}} else {if (str2 str3) {max_str str2;} else {max_str str3;}}std::cout The largest string is: max_str std::endl;return 0;
}
### Java 语言
import java.util.Scanner;public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner scanner new Scanner(System.in);System.out.println(Enter three strings:);String str1 scanner.next();String str2 scanner.next();String str3 scanner.next();String max_str;if (str1.compareTo(str2) 0) {if (str1.compareTo(str3) 0) {max_str str1;} else {max_str str3;}} else {if (str2.compareTo(str3) 0) {max_str str2;} else {max_str str3;}}System.out.println(The largest string is: max_str);}
}
这些程序首先获取三个字符串然后使用嵌套的if-else结构来比较字符串并确定最大字符串。最后它们将输出最大的字符串。 总结
### 重点
1. **字符串的初始化和赋值**理解如何在各种编程语言中正确初始化和赋值字符串是很重要的。 2. **字符串处理函数**深入了解和掌握各种字符串处理函数如strlen, strcmp, strcpy等。 3. **字符串的遍历**学会如何正确遍历字符串以实现各种操作如统计单词数量找出最大字符串等。
### 难点
1. **字符串的内存管理**在某些编程语言如C中字符串的内存管理可能会变得比较复杂需要注意内存分配和释放。 2. **字符串和字符数组的区别**理解字符串和字符数组的区别和相互转换是一项挑战。 3. **动态字符串操作**理解和掌握动态字符串的操作如动态分配内存空间可以是一个较为高级和复杂的主题。
### 易错点
1. **数组越界错误**在进行字符串操作时很容易发生数组越界的错误。 2. **错误的字符串终止符**在C语言中忘记在字符串末尾添加终止符\0是一个常见的错误。 3. **字符串比较**在进行字符串比较时使用代替strcmp或类似函数是一个常见的错误。 4. **输入缓冲区溢出**在获取字符串输入时不正确的处理可能导致缓冲区溢出和其他相关的错误。
