LV01-05-C语言-数组与字符串

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本文主要是C语言——数组与字符串相关笔记，若笔记中有错误或者不合适的地方，欢迎批评指正😃。

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uboot NXP官方提供的uboot，NXP提供的版本为uboot-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga(使用的uboot版本为U-Boot 2016.03)
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STM32开发板 正点原子战舰V3(STM32F103ZET6)
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一、数组

数组是构造数据类型之一，是具有一定顺序关系的若干个变量的集合，组成数组的各个变量称为数组的元素，数组中各元素的数据类型要求相同，用数组名和下标确定。数组可以是一维的，也可以是多维的。

1.一维数组

1.1一维数组定义

  • 概念

一维数组是指只有一个下标的数组。它在计算机的内存中是连续存储的。

  • 一维数组声明
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storage_type data_type array_name[ array_size ];
storage_type 存储类型（可以说明也可以不说明）
data_type 任意有效的 C 数据类型（必须说明）
array_name 数组名称（必须说明）
array_size 数组长度（有些情况可以省略）

例如：

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float m[12];  /* 定义一个长度为 12 的浮点型数组 */
char ch[9];   /* 定义一个长度为 9 的字符型数组 */
int a[1];     /* 定义一个长度为 9 的整型数组 */
int b[] = {0, 1, 2}; /* 定义了一个长度为3，且进行了初始化的整形数组 */

【注意】

（1）数组必须先声明才能进行使用和赋值。

（2） C语言 对数组不作越界检查，使用时要注意。

（3）用变量定义数组维数时，该变量必须提前告知。例如 int i = 6;int a[i];

（4） sizeof(array_name) 可以获取整个一维数组所占据的字节数（等于元素个数x元素类型所占字节数）。

1.2一维数组元素访问

  • 访问格式
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array_name[index]  /* 数组名[元素索引（也可以说是下标）] 索引从0开始 */

例如：

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int a[10];

printf(“%d”, a);          /* （错误） 这种访问方式是错误的 */

for(j=0;j<10;j++)
{
    printf(“%d\t”, a[j]); /* (正确) 这种情况才是正确的访问方式 */
}

【注意】

（1）数组必须定义之后才能够访问。

（2）数组的元素只能逐个访问，不能一次性访问整个数组。

（3）下标可以是整型表达式或者常量。

  • 遍历一维数组
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int a[10];
int i, n;

n = sizeof(a) / sizeof(int);

/* 通过for循环来逐个访问 */
for(j = 0; j < n; j++)
    printf(“%d\t”, a[j]); /* 逐个打印数组元素 */

1.3一维数组元素初始化

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int a[6] = {0, 1, 2, 3, 4, 5}; /* 在声明数组时直接进行初始化 */
int b[] = {0, 1, 2};           /* 定义了一个长度为3，且进行了初始化的整形数组 */

【注意】

（1）数组不初始化，其元素值为随机数

（2）对 static 数组元素不赋初值，系统会自动赋以 0 值

（3）只给部分数组元素赋初值，剩余元素自动赋值为 0 。

【说明】

数组声明形式 等价写法
static int a[3]; static int a[3]; a[0] = 0; a[1] = 0; a[2] = 0;
int a[3] = {1, 2}; int a[3]; a[0] = 1; a[1] = 2; a[2] = 0;
int a[] = {1, 2, 3} int a[3]; a[0] = 1; a[1] = 2; a[2] = 3;
/* 编译系统根据初值个数确定数组维数 */

1.4一维数组的存储空间

数组是一个整体，它的内存是连续的，相邻元素地址相差 data_type 所占字节长度。

例如：

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#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[]) 
{
	int a[3] = {1, 2, 3};
	int i;
	for(i = 0; i < 3; i++)
    {
		printf("&a[%d] = %p, a[%d] = %d\n",i, &a[i], i,a[i]);
    }
	return 0;
}
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a[3] 在内存中的结构如下图所示， a[3] 数组为 int 类型，在 64 位平台下占 4 个字节，所以相邻元素之间地址相差 4 。

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1.5一维数组的数组名

一维数组的数组名代表了该数组的起始地址，可以通过该数名推出各个元素的地址，并通过指针（后边说，先提一下）进行访问。

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#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[]) 
{
	int a[3] = {1, 2, 3};
	int i;
	printf("a = %p\n",a);
	for(i = 0; i < 3; i++)
	{
		printf("a + %d = %p, &a[%d] = %p, a[%d] = %d\n",i, a + i, i, &a[i], i,a[i]);
	}
	return 0;
}
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【注意】数组名不可以进行自加自减运算。

2.二维数组

2.1二维数组声明

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数据类型 数组名[ 常量表达式1 ][ 常量表达式2 ];

例如：

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int a[2][3]; /* 定义了一个2行3列的二维数组 */

表示定义了一个 2行3列的二维数组 ，元素共有 2x3=6 个（ 元素个数 = 行数 x 列数 ）。

【注意】

（1）声明时列数不能省略，**行数可以省略(定义时进行初始化，编译器可以判别出行数时)**。

（2） sizeof(数组名) 可以获取整个二维数组所占据的字节数（等于元素个数x元素类型所占字节数）。

（3）2） sizeof(行数组名) 可以获取二维数组某行所占据的字节数（等于该行元素个数x元素类型所占字节数）。

2.2二维数组访问

  • 访问格式
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array_name[row_index][col_index]  /* 数组名[行索引][列索引] 行索引和列索引都是从0开始*/
storage_type 存储类型（可以说明也可以不说明）
data_type 任意有效的 C 数据类型（必须说明）
p_name 指针变量名 
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int a[2][3];
int i, j;
for(i=0;i<2;i++)
{
    for(j=0;j<3;j++)
    {
       printf(“%d\t”, a[i][j]); /* (正确) 这种情况才是正确的访问方式 */ 
    }
}
  • 遍历二维数组
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int a[2][3];
int i, j;
/* 通过for循环进行逐个元素的访问 */
for(i=0;i<2;i++)       /* 行循环 */
{
    for(j=0;j<3;j++)  /* 列循环 */
    {
       printf(“%d\t”, a[i][j]); 
    }
}

2.3二维数组元素初始化

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int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}; /* 分行赋值 */
int a[2][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};     /* 按数组排列顺序进行赋值 */
int a[2][3] = {{1}, {4, 5};           /* 对部分元素赋初值 */

【注意】

（1）与一维数组相同，数组不初始化，其元素值为随机；对 static 数组元素不赋初值，系统会自动赋以 0 值；只给部分数组元素赋初值，剩余元素自动赋值为 0 。

（2）当采用分行赋值的方法声明二维数组时，二维数组的行数可以省略，行数会由编译器自己进行计算。

【说明】

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/* 声明形式 1 (两种写法等价) */
static int a[2][3];
static int a[2][3]; a[0][0] = 0; a[0][1] = 0; a[0][2] = 0; a[1][0] = 0; a[1][1] = 0; a[1][2] = 0;
    
/* 声明形式 2 (两种写法等价) */
int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int a[2][3]; a[0][0] = 1; a[0][1] = 2; a[0][2] = 3; a[1][0] = 4; a[1][1] = 5; a[1][2] = 6;

/* 声明形式 3 (两种写法等价) */
int a[2][3] = {{1}, {4, 5}};
int a[2][3]; a[0][0] = 1; a[0][1] = 0; a[0][2] = 0; a[1][0] = 4; a[1][1] = 5; a[1][2] = 0;

/* 声明形式 4 (两种写法等价) */
int a[ ][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int a[2][3]; a[0][0] = 1; a[0][1] = 2; a[0][2] = 3; a[1][0] = 4; a[1][1] = 5; a[1][2] = 6;

/* 声明形式 5 (两种写法等价) */
int a[ ][3] = {{}, {4, 5}};
int a[2][3]; a[0][0] = 0; a[0][1] = 0; a[0][2] = 0; a[1][0] = 4; a[1][1] = 5; a[1][2] = 0;

/* 声明形式 6 (两种写法等价) */
int a[2][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int a[2][3]; a[0][0] = 0; a[0][1] = 0; a[0][2] = 0; a[1][0] = 4; a[1][1] = 5; a[1][2] = 0;/* 编译器自己计算赋值，不过会有警告*/

/* 声明形式 7 (两种写法等价) */
int a[ ][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int a[2][3]; a[0][0] = 0; a[0][1] = 0; a[0][2] = 0; a[1][0] = 4; a[1][1] = 5; a[1][2] = 0;/* 编译器自己计算赋值，不过会有警告*/

2.4二维数组的存储空间

二维数组在内存中是一维的，存储时行序优先。

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#include <stdio.h>
int main(int argc, const char *argv[]) 
{
	int a[][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
	int i, j;
	for(i = 0; i < 2; i++)
	{
		for(j = 0; j < 3; j++)
		{
			printf("&a[%d][%d] = %p, a[%d][%d] = %d\n",i, j, &a[i][j],i, j, a[i][j]);
		}
	}
	return 0;
}
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a[2][3] 在内存中的结构如下图所示， a[2][3] 数组为 int 类型，在 64 位平台下占 4 个字节，所以相邻元素之间地址相差 4 。

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2.5二维数组的数组名

与一维数组一样，二维数组的数组名也代表了该二维数组的起始地址。二维数组的另一种理解方式：二维数组可以看做是由多个元素组成的一维数组，而每个元素又是一个数组，从而合起来构成了二维数组。

例如：

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#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[]) 
{

	int a[][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
	int i, j;
	printf("a = %p\n", a);
	for(i = 0; i < 2; i++)
	{
		printf("a + %d = %p, a[%d] = %p\n",i,a +i, i, a[i]);
		for(j = 0; j < 3; j++)
		{
			printf("&a[%d][%d] = %p, a[%d][%d] = %d\n",i, j, &a[i][j],i, j, a[i][j]);
		}
	}
	return 0;
}

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经过打印地址发现：

（1） a 为整个二维数组的数组名，代表了整个二维数组的起始地址。

（2） a[0], a[1] 也分别代表了第一行和第二行起始数据的地址。

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经过分析和验证，可以得到：一个二维数组，按行可以分为多个一维数组，以 int a[2][3] 为例，该 2行3列 的二维数组就可以理解为 2个元素 组成，每个元素都是一个一维数组组成，每个一维数组的数组名就是二维数组名加上第一个下标，即 a[0], a[1] 。

行名(代表了地址) 每行元素
a a[0] &a[0][0] a[0][0] a[0][1] a[0][2]
a + 1 a[1] &a[1][0] a[1][0] a[1][1] a[1][2]

【注意】数组名不可以进行自加自减运算，自然这里的行名就相当于每一行元素的数组名，也不可以进行自加自减运算。

3.数组元素个数

我们有的时候需要程序去自动计算数组的长度，有下边两种方式：

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len = sizeof(数组名)/sizeof(数组类型);
len = sizeof(数组名)/sizeof(数组名[0]);

已知数组元素类型的时候，我们可以使用第一种方式，当未知数组元素类型的时候，我们可以使用后边这种方式，直接使用数组中首个元素作为每个元素大小计算的标准。

二、字符串与字符数组

1.字符串

1.1字符串定义

字符串是一系列连续的字符的组合，要想在内存中定位一个字符串，除了要知道它的开头，还要知道它的结尾。找到字符串的开头很容易，知道它的名字（字符数组名或者字符串名）就可以，但是结尾怎么办呢？在 C语言 中，字符串总是以 ‘\0’ 作为结尾，所以 ‘\0’ 也被称为字符串结束标志，或者字符串结束符。由 “ “ 包围的字符串会自动在末尾添加 ‘\0’ 。例如， “abc123” 从表面看起来只包含了 6 个字符，其实不然， C语言 会在最后隐式地添加一个 ‘\0’ 。

‘\0’ 是 ASCII 码 表中的第 0 个字符，英文称为 NULL ，中文称为“空字符”。该字符既不能显示，也没有控制功能，输出该字符不会有任何效果，它在 C语言 中唯一的作用就是作为字符串结束标志。

1.2字符串长度

所谓字符串长度，就是字符串包含了多少个字符（**不包括最后的结束符 ‘\0’ **）。例如： abc123 字符串在内存中占据的空间是 6 + 1 = 7 个字符的空间，但是这个字符串的长度为 6 。

2.字符数组

2.1字符数组定义

元素的数据类型为字符类型的数组称为字符数组，字符数组实际上是一系列字符的集合，例如：

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char a[10];     /* 定义一个长度为10的一维字符数组 */
char b[2][10];  /* 定义一个2行3列的二维字符数组 */

2.2字符数组初始化

  • 一维字符数组初始化
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/* 一维字符数组初始化 */
char a[7] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; /* 逐个字符赋值 */
char a[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};  /* 省略长度，逐个字符赋值 */
char a[] = {"world!"};                 /* 用字符串常量赋值 */
char a[] = "world!";                   /* 用字符串常量赋值 */

【注意】

（1）给字符数组赋值时，通常将字符串一次性地赋值（可以指明数组长度，也可以不指明），而不是一个字符一个字符地赋值。

（2）字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义完了，就只能一个字符一个字符地赋值了。

（3）字符数组在未赋初值时，内容也是随机的。

（4）当使用字符串给字符数组赋值，且未给出长度时，创建的字符数组真实长度为字符串长度 + 1，原因就在于用字符串进行赋值时，字符串结束处自带一个字符串结束标志： \0 。所以这也就意味着，我们若是要指定字符数组的大小，一定要留够字符串长度 + 1的长度，这样字符串才更加完整，也会比较严谨。

【说明】

字符数组声明形式 等价写法
char a[3] = {'h', 'e', 'l'}; char a[3]; a[0] = 'h'; a[1] = 'h'; a[2] = 'l';
char a[3] = {'h'}; char a[3]; a[0] = 'h'; a[1] = '\0'; a[2] = '\0';
char a[3] = {"hel"}; char a[3]; a[0] = 'h'; a[1] = 'e'; a[2] = 'l';
/* 这里若是长度定义为4就会更加合理 */
char a[] = {"hel"}; char a[4]; a[0] = 'h'; a[1] = 'e'; a[2] = 'l';a[3] = '\0';
  • 二维字符数组初始化
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char fruit[][7]={"Apple", "Orange"};

效果如下表

行名 每行元素
fruit[0] 'A' 'p' 'p' 'l' 'e' '\0' '\0'
fruit[1] 'O' 'r' 'a' 'r' 'g' 'e' '\0'

2.3字符数组访问

与一般的数组一样，访问元素时只能一个逐个字符访问，但是若是只输出的话要注意赋值方式的不同，输出时也会不一样。

2.3.1逐个字符访问输出

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#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[]) 
{

	char a[6] = { 'h', '\0', 'e', 'l', 'l','o'}; /* 逐个赋值，中间带有 '\0' */
	char b[] = "h\0ello";                        /* 字符串常量赋值,中间带有 '\0' */
	char c[] = "hello";                          /* 字符串常量赋值,中间没带有 '\0' */
	int i, n;

	printf("---------Character by character---------\n");
	n = sizeof(a)/sizeof(char);
	printf("\nlength(a)=%d\t",n);
	for(i = 0; i < n; i++)
		printf("%c",a[i]);

	n = sizeof(b)/sizeof(char);
	printf("\nlength(b)=%d\t",n);
	for(i = 0; i < n; i++)
		printf("%c",a[i]);

	n = sizeof(c)/sizeof(char);
	printf("\nlength(c)=%d\t",n);
	for(i = 0; i < n; i++)
		printf("%c",a[i]);

	printf("\n------------------end------------------\n");
	
	return 0;
}
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注意数组 b[] 打印是有问题的。

2.3.2以字符串的形式访问输出

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#include <stdio.h>

int main(int argc, const char *argv[]) 
{

	char a[6] = { 'h', 'e', 'l', '\0', 'l','o'}; /* 逐个赋值，中间带有 '\0' */
	char b[6] = { 'h', 'e', 'l', 'l','o', '!'};  /* 逐个赋值，整个字符数组不带 '\0'  */
	char c[] = "h\0ello";                        /* 字符串常量赋值,中间带有 '\0' */
	char d[] = "hello";                          /* 字符串常量赋值,中间没带有 '\0' */
	int n;

	printf("---------Character by character---------\n");
	n = sizeof(a)/sizeof(char);
	printf("length(a)=%d, a[6]=%s\n", n, a);

	n = sizeof(b)/sizeof(char);
	printf("length(b)=%d, b[]=%s\n", n, b);

	n = sizeof(c)/sizeof(char);
	printf("length(c)=%d,c[]=%s\n", n, c);

	n = sizeof(d)/sizeof(char);
	printf("length(d)=%d,c[]=%s\n", n, d);
	printf("\n------------------end------------------\n");
	
	return 0;
}

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注意数组 b[] 打印是有问题的。

【总结】

（1）注意字符数组中的 \0 ，当输出时，该字符会对输出结果造成影响。

（2）注意在字符数组逐个赋值时，若没有字符串结束标志 \0 ，那么尽量不要使用 printf 函数的 %s 格式进行输出，就如上图中的 b[] 数组

3字符串处理函数

在使用字符串处理函数时，要加上头文件 <string.h> 。

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/* 计算字符串 str 的长度，直到空结束字符，但不包括空结束字符。 */
size_t strlen(const char *str) 
    
/* 把 src 所指向的字符串复制到 dest */
char *strcpy(char *dest, const char *src) 
    
/* 把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾。 */
char *strcat(char *dest, const char *src) 

/* 把 str1 所指向的字符串和 str2 所指向的字符串进行比较。 */
int strcmp(const char *str1, const char *str2)