String Topic 7 字串.

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1 String Topic 7 字串

2 Topic 7-1 字串簡介

3 什麼是String(字串)？ 在C語言裡面，字串就是字元陣列（Character Array）[註] 例如下面這個例子：
就是利用一個長度為14的char array來把字串存起來。 [註] 在C++、Java等更高階的語言當中，有些有獨立的String資料形態，但在C語言當中 並沒有一種叫string的data type。

4 字串的結束符號 為什麼明明只有13個字元，但是卻用了14個char去存呢？
因為在每個字串的最後，都會有一個結束符號’\0’，表示這個字串結束了，否則在存取字串陣列的時候，很有可能會存取到其他無關的記憶體空間，會出現預期之外的程式行為，十分危險。

5 字串的結束符號 我們也可以使用字串的結束符號來把字串切短。例如下面這個程式： 範例7-1

6 先宣告了一個char array，存了”I am a string”，然後先印出string的內容與其長度
執行第8行的輸出結果為： 我們可以看到此字串的長度為13 Print string:I am a string, its len is 13

7 在第10行的時候，把string[5]的內容改寫為’\0’（字串的結束符號） 執行第12行的輸出結果為：
我們可以看到此字串的長度為5，內容也只剩下string[0]到string[4]的內容而已 由此我們可以看出\0是程式判定字串結尾的符號，也可透過插入\0的方式，來切斷字串、改變字串長度 Print string:I am , its len is 5

8 未直接寫定長度的字串宣告 除了剛才提到的字串宣告方式之外，還有其它幾種宣告方式，列舉於下： 宣告時未直接寫定長度的字串： 範例：
這種宣告方式在宣告時未先指定長度，但是會在宣告時直接指定字串初值，其字串長度即為字串初值的長度，在這個例子當中，就是”I am also a string”的長度，19個字原加一個結束符號，總長共20

9 未直接寫定長度的字串宣告 要小心的是，如果要用剛才未直接寫定長度的字串宣告，必須要在宣告時就指定字串初值 像下面的寫法是不行的
但我們確實會有未定長度字串宣告的需求，此部分待「Pointer Application」的主題再詳加討論，在這裡先不作論述

10 空字串宣告 如果是宣告時指定大小的char array，如同一般的陣列宣告一樣，可以在宣告時給定初值，亦可不給定初值，待後續程式再給定，如同下面的程式碼： 是先宣告一個空的Char array，然後再透過scanf把使用者輸入的東西寫到字串中

11 空字串宣告 亦可一個一個把Char填入Char array當中，如下面的程式碼： 其輸出為： string: string: hello

12 空字串宣告 但是如同一般的變數宣告，如果你一開始沒有指定初值，編譯器有可能會先幫你把初值填0，但初值也有可能是亂碼，故若要確保宣告的字串內容是完全空白的，可以像下面的方式宣告：

13 我們在課堂上不會將所有在string.h的函式都講過，只會講較常用者
接下來介紹幾個常用的字串處理函式，大部份的字串處理相關函式都在string.h當中，少部分如sprintf、scanf等是在stdio.h當中 我們在課堂上不會將所有在string.h的函式都講過，只會講較常用者 但如果對字串處理有興趣的同學，可以參考下列網址，自行研讀其他上課未提到的函式：

14 7-2 字串複製：strcpy

15 strcpy 目的： 參數： 須知： 針對把Source字串的內容複製到Target字串的函式
strcpy(Target字串，Source字串 ); 須知： 使用strcpy時，請注意strcpy只能完完整整的把Source字串的內容複製，我們不能透過傳參數的方式修改要寫入Target字串的內容，若要自由修改寫入Target字串的內容，須用後面講的sprintf

16 strcpy 範例 輸出結果 Before strcpy() First string: Hello world!
Second string: After strcpy() Second string: Hello world! 範例7-2 未複製前是空的-> 複製後就把first_string的內容複製到second_string來了->

17 strncpy 目的： 參數： 針對把Source字串的內容前n個字元複製到Target字串的函式
strncpy(Target字串，Source字串 ，n);

18 strncpy範例 輸出結果 Before strncpy() First string: Hello world!
Second string: After strncpy() Second string: Hello 範例7-3 未複製前是空的-> 複製後就把first_string的內容的前5項 複製到second_string來了 ->

19 7-3 字串輸出入：sprintf, sscanf

20 sprintf 目的： 參數： 所在函式庫： 目的與行為皆與printf相仿，只是輸出的結果不是到螢幕上，而是寫到字串
stdio.h（注意不是在string.h裡）

21 sprintf 範例 範例7-4 輸出結果 output= output=hello, I can type number 55. And I can also type variable 66

22 sscanf 目的： 參數： 須知： 所在函式庫： 與scanf相仿，只是不是從使用者輸入取得資料，而是從字串取得資料
讀進來的參數是用空白做切割不同variable，然後讀到\n時就會停止scan 所在函式庫： stdio.h（注意不是在string.h裡）

23 sscanf 範例 我們把本來的”Hello, we are 5566….”透過sscanf讀入後切割成 string_1 = Hello, string_2 = we string_3 = are string_4 = 5566 然後因為scanf只有要輸入四個參數，而5566後面的「…」又不是數字所以停止scan了 範例7-5 輸出結果 Hello, are we 5566?

24 事實上，sprintf和sscanf也都有snprintf等等，後面會提的strcmp也有strncmp，但是都是針對前n個做處理，觀念與strncpy之於strcpy一樣，故不再另外介紹，有興趣者可參考投影片一開始的參考網頁

25 7-4 字串長度：strlen

26 strlen 目的： 去看說這個字串長度多長 參數： strlen(字串); 回傳值格式： unsigned long

27 strlen範例 範例7-6 輸出結果 Print string:I am a string, its len is 13

28 7-5 字串進階處理

29 strstr 目的： 參數： 回傳值： 在source字串當中，找target字串出現的位置
回傳target字串在source字串第一次出現位置的指標

30 strstr範例 範例7-7 輸出結果 本來的字串：永和有永和路，中和也有永和路 第一次「中和」出現的位置：中和也有永和路

31 strtok 目的： 參數： 程式行為： 回傳值： 利用某關鍵字串去切割另外一個字串 strtok(source字串，target字串);
利用target字串的內容，去切割source字串 回傳值： 切好的部分字串

32 strtok使用方式 一開始先呼叫strtok(source, target)
但他回傳值只會把在遇到第一個token以前的東西切出來 那字串還有剩下的東西沒切完怎麼辦？要用後面的while loop來補完 再來重複呼叫strtok(NULL, target)，直到沒有東西可以切出來為止 之所以使用方式如此特別的原因，在範例之後會有原理解釋

33 strtok範例 用空格當分界，把每個空格間的字串切出來 ----> 輸出結果 No.1 string：I
No.2 string：saw No.3 string：a No.4 string：saw No.5 string：saw No.6 string：a No.7 string：saw No.8 string：(null) 範例7-8 用空格當分界，把每個空格間的字串切出來 ---->

34 strtok原理 之所以strtok的使用方式如此特別，是因為他在用token去切字串的時候，內部程式行為的緣故，我們將前面strtok的範例中，對字串切割處理的過程，整理成下面幾張圖，方便大家理解。 參考資料：

35 strtok原理 Step 0 Step 1 <- ---- - <- --- 第一次加\0來切斷程式碼
這是在還沒呼叫strtok之前source字串的狀況 I s a w \0 Step 1 呼叫第一次strtok，看到第一個空白，就把它補上\0，切出第一個字串 I \0 s a w < <- --- 第一次加\0來切斷程式碼 --- 第一次strtok回傳的字串指標位置 所以第一次的str_tmp裡面只有I

36 Step 2 strtok原理 Step 1 <- <- - - --- 第二次加\0來切斷程式碼
I \0 s a w Step 2 呼叫第二次strtok，仍然用之前的source，所以source端填NULL 就把它補上\0，切出第一個字串 I \0 s a w <- - - <- --- 第二次加\0來切斷程式碼 第二次strtok回傳的字串指標位置 所以第二次的str_tmp裡面只有saw

37 strtok原理 Last Step -> <- - - 以此類推，直到最後一個Step為止
切到最後的時候，回傳的strtok的回傳值會是NULL -> I \0 s a w <- - - 切到最後strtok回傳的字串指標位置 --- 所以切到最後的str_tmp裡面只有NULL

38 7-6 記憶體應用

39 memcpy memcpy( targetStr, sourceStr, number of byte ) 範例7-9

40 memcpy原理 Step 0 Step 1 覆蓋原本的記憶體內容 呼叫memcpy，把destination字串複製到source字串
這是在還沒呼叫memcpy之前source字串的狀況 Step 1 呼叫memcpy，把destination字串複製到source字串 destination字串 source字串 覆蓋原本的記憶體內容

41 memcpy注意事項 1. 記得source字串的長度一定要夠長，才 不會附蓋到其他記憶體的內容。
2.複製的長度需為destinatio字串的長度+1， 千萬不要忘了“\0”

42 memcmp int memcmp(buffer1, buffer2, sizeofbuffer1)

43 memcmp 1. 此function會回傳一個integer值 2.如果兩個字串一模一樣，則會return 0
3.如果兩個字串不一樣，則會比較第一個不同字元的ASCII碼大小。 以上例而言，g的ASCII code = G的ASCII = 所以回傳>0的值，固output為 ‘DWgaOtP12df0’ is greater than 'DWGAOTP12DF0'.