字符串基础

C 语言中的字符串是以空字符 \0 结尾的字符数组。字符串字面量 "Hello" 自动在末尾添加 \0，存储在只读数据段。理解字符串的存储方式和字符数组的关系，是正确处理字符串操作的基础。

字符串的表示

/* 字符数组初始化 */
char str1[] = "Hello";      /* 大小为 6：'H','e','l','l','o','\0' */

/* 显式字符初始化 */
char str2[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};   /* 等价 */

/* 指定大小 */
char str3[6] = "Hello";     /* 正确：6 个位置 */
char str4[5] = "Hello";     /* 错误：'\0' 被截断 */

字符串字面量

字符串字面量存储在只读数据段，修改它是未定义行为：

char *p = "Hello";
p[0] = 'h';                 /* 未定义行为！可能崩溃 */

/* 正确：复制到可修改的数组 */
char str[] = "Hello";
str[0] = 'h';               /* 合法 */

字符串字面量的类型是 char[]，在大多数表达式中退化为 char *。

字符串长度

字符串长度是字符数（不含 \0）：

#include <string.h>

char str[] = "Hello";
printf("%zu\n", strlen(str));    /* 5 */
printf("%zu\n", sizeof(str));   /* 6（含 '\0'） */

strlen 遍历字符串直到 \0，时间复杂度 O(n)。sizeof 在编译时计算数组大小。

空字符串

char empty1[] = "";         /* 大小为 1：{'\0'} */
char empty2[] = { '\0' };   /* 等价 */

strlen(empty1);             /* 0 */
sizeof(empty1);             /* 1 */

字符串数组

/* 指针数组 */
char *words[] = {"Hello", "World", "C"};

/* 二维字符数组 */
char names[][10] = {"Alice", "Bob", "Charlie"};

/* 访问 */
printf("%s\n", words[0]);     /* Hello */
printf("%c\n", names[1][0]);  /* B */

char *words[] 存储的是指针，字符串字面量可能共享。char names[][10] 存储的是字符的副本。

常见错误

忘记 \0：

char str[5] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};    /* 没有 '\0' */
strlen(str);                /* 未定义行为：找不到 '\0' */

/* 正确 */
char str[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

修改字符串字面量：

char *p = "Hello";
p[0] = 'h';                 /* 未定义行为 */

/* 正确 */
char str[] = "Hello";
str[0] = 'h';

缓冲区太小：

char str[5];
strcpy(str, "Hello");       /* 越界：需要 6 字节 */

/* 正确 */
char str[6];
strcpy(str, "Hello");

最佳实践

  • 字符串数组大小至少为字符串长度 + 1
  • 需要修改时用字符数组，不要用指针指向字符串字面量
  • 用 strlen 获取长度，sizeof 获取数组大小
  • 字符串操作始终确保 \0 终止
  • 使用带长度限制的字符串函数（strncpy、strncat、snprintf）