C语言字符串知识点和算法总结

简介: C语言字符串知识点和算法总结

一、字符串遍历

1、字符串和字符数组

  「 字符串 」 是一种特殊的 字符数组,字符数组需要有一个长度字段来表示这个数组中的元素个数。而字符串不需要,字符串一定是以\0结尾的,在 C语言中,字符串的表示如下:

char c[6] = "Hello";                         // (1)
char d[5] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' };     // (2)

  其中 (1) 表示字符串,它虽然只有五个字符,但是需要有一个结尾字符\0(它的 ASCII 码值为 0)进行占位,所以字符串长度为 5,但是实际需要 6 个字节的存储空间。

  而 (2) 代表的是一个数组,它的每个元素是一个字符,理解成一个长度为 5 的数组即可。

2、获取字符串长度

  在C语言中,可以通过strlen函数,获取一个字符串的长度,例如以下这段代码的输出结果为 5:

1. char c[6] = "Hello"; 
2. printf("%d\n", strlen(c));

3、字符串遍历

 字符串的遍历类似数组遍历,不同的是结束条件的判定上。可以利用获取字符串长度这个方法,确定数组的大小,然后进行结束判定,如下:

    int len = strlen(s);
    for(i = 0; i < len; ++i) {
        // TODO ...
    }

也可以通过对每个字符进行判断,如果不等于\0则继续进行遍历,如下:


for(i = 0; s[i] != '\0'; ++i) {
        // TODO ...
    }

 又由于\0的 ASCII 码值为 0,所以又可以写成如下形式:


for(i = 0; s[i]; ++i) {
        // TODO ...
    }

4、大小写转换

 首先,我们可以利用 ASCII 码值的关系比较来确定它是大写字母,还是小写字母,如果是大写字母转成小写字母,可以通过先减去A再加上a,从而转换成小写字母。实现如下:


if(s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z') {
        s[i] = s[i] - 'A' + 'a';
    }

5、字符串数组

 字符串数组其实可以理解成二维数组的概念,访问也是一样,用[]进行解引用,对于二维数组char **a,要访问第 i 个字符串的第 j 个字符,可以利用a[i][j]来访问。


二、字符串拷贝

  字符串拷贝是字符串操作中非常常用的手段,即将一个字符串赋值给另一个字符串,在C语言中,调用的系统函数为strcpy。实现如下:

char src[10] = "Hello";
char tar[10];
strcpy(tar, src);

  这个函数调用完毕,字符串tar的值就变成了"Hello"

三、字符串比较

  同样常用的,还有字符串比较,在C语言中,调用的系统函数为strcmp。简单实现如下:

char src[10] = "Hello";
char tar[10] = "hello";
int x = strcmp(tar, src);
int y = strcmp(tar, "hello");

 以上语句调用完毕后,由于 C语言是大小写敏感的,所以 x 的值 非零 表示字符串比较不相等,而 y 的值 为零 表示字符串比较相等。


四、字符串分割

 概念比较简单,所谓 字符串分割,就是将一个带空格(或者其它指定的分割符)的字符串分割成一个个单独的(不包含分割符的)字符串。如图所示:


  用C语言来表示,分割前是一个字符串:

char str[9] = "I love U";

  分割后就会变成一个字符串数组:

1. char str[][5] = {
2.  "I", "love", "U"
3. };

五、字符串翻转

 字符串反转,其实就是第 00 个字符和最后一个字符交换,第 11 个字符和倒数第二个字符交换,以此类推,第 i 个字符 和 第 n−i−1 个字符交换。


1、题目详解

 给你一个字符串 s ,仅反转字符串中的所有元音字母,并返回结果字符串。元音字母包括 'a'、'e'、'i'、'o'、'u',且可能以大小写两种形式出现。

2、算法详解

  定义两个指针 i 和 j,i 从头开始扫描,j 从尾开始扫描,如果两者都是元音的情况下,执行一次交换操作,否则 i 不断自增,j 不断自减,直到两者重合为止。

3、源码剖析

char vowels[] = "aeiouAEIOU";
 
bool isVowel(char c) {             // (1)
    int i;
    for(i = 0; vowels[i]; ++i) {
        if(vowels[i] == c) {
            return true;
        }
    }    
    return false;
}
 
void swap(char *a, char *b) {       // (2)
    char tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}
 
char * reverseVowels(char * s){
    int i = 0, j = strlen(s)-1;     // (3)
    while(i < j) {
        while(s[i] && !isVowel(s[i]))
            ++i;                    // (4)
        while(j >= 0 && !isVowel(s[j]))
            --j;                    // (5)
        if(i >= j) break;           // (6)
        swap( &s[i], &s[j] );       // (7)
        ++i, --j;                   // (8)
    }
    return s;
 
}
  • (1) 实现一个函数,判断一个字符是否是元音;
  • (2) 实现一个函数,交换两个字符;
  • (3) 定义两个指针:i 和 j;
  • (4) 如果 i 对应的字符不是元音,则自增 i;
  • (5) 如果 j 对应的字符不是元音,则自减 j;
  • (6) 如果 i≥j,则说明没必要再进行交换,退出循环;
  • (7) 否则,交换 i 和 j 对应的字符;
  • (8) i 和 j 两个指针继续往中间逼近;

六、回文串

1、定义

  回文串就是指一个串,顺序读和逆序读结果是一样的,例如:"aba""abccba"都是回文串。判断一个字符串是不是回文串,我们只要比较它的第一个元素和最后一个元素是否相等,第二个元素和倒数第二个元素是否相等,以此类推。

2、例题讲解

  给定一个字符串 s ,验证 s 是否是回文串 ,只考虑字母和数字字符,可以忽略字母的大小写。

3、算法详解

  根据题意,先把字母和数字以外的字符剔除,并且将大写字母全部转换为小写字母,然后进行回文判定即可。

4、源码剖析

char *filter(char *s) {                          // (1)
    int i;
    char *ret = (char *) malloc( sizeof(char) * (strlen(s)+1) );
    int retSize = 0;
    for(i = 0; s[i]; ++i) {
        if(s[i] >= 'a' && s[i] <= 'z') {
            ret[retSize++] = s[i];               // (2)
        }else if(s[i] >= 'A' && s[i] <= 'Z') {
            ret[retSize++] = s[i] - 'A' + 'a';   // (3)
        }else if(s[i] >= '0' && s[i] <= '9') {
            ret[retSize++] = s[i];               // (4)
        }
    }
    ret[retSize] = '\0';    
    return ret;
}
 
bool judgePalindrome(char *s) {                  // (5)
    int i;
    int len = strlen(s);
    for(i = 0; i < len/2; ++i) {
        if(s[i] != s[len-1-i]) {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
 
bool isPalindrome(char * s){
    int i;
    char *t = filter(s);
    bool ret = judgePalindrome(t);
    free(t);
    return ret;
}
  • (1) 实现剔除接口,返回一个字符串的首地址,把字母和数字以外的字符剔除,并且将大写字母全部转换为小写字母;
  • (2) 小写字母保留;
  • (3) 大写字母转换为小写字母;
  • (4) 数字保留;
  • (5) 回文字符串判定;
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