嵌入式开发学习（第二阶段 C语言基础）

字符数组

在C语言中，支持常量字符串，不支持变量字符串如果想要实现类似的字符串，C语言提供了两种实现方式：

• 字符数组

char name[] = '哪吒'

• 字符指针

char *name = '哪吒'

概念

**元素类型char（字符型）的数组叫做字符数组。**字符数组往往是用来存储字符串数据的。需要注意的，我们C语言中的字符是字节字符（1字符 = 1字节，C语言中没有字节这个表示法，我们一般使用char表示字节1char= 8Bit ）

硬件中存放数据以bit（位）为单位，系统对于内存的操作以char（字节）为单位。系统为内存以1个字节为单位进行编号。

实验：

char a = 'A';//正确
char b = '1';//正确
char c = 56; //正确，这里的65是ASCII码，char的值有两种表示形式，一种是字符，一种是字符对应的ASCII码
char d = "A";//错误，用双引号包裹的内容是常量字符串（没有变量字符串）
char e = '王';//错误，ASCII中不包含中文字符，中文字符使用的是如GBK、UTF-8等编码，实际上都超过了1个字节

语法

一维数组：

char 数组名[数组容量]

二维数组：

char  数组名[行容量][列容量]

字符数组的语法就是我们之前所学的一维数组和二维数组的语法，只不过数据类型是char而已。

注意:

​ 如果我们的char数组初始化的时候，没有完全初始化值的时候，使用\0进行填充。大家要注意，这里的\0只是起到一个占位或者标识的作用，我们是无法通过printf等打印输出到控制台的（不支持输出）。

比如：

char c[8] = {'h','g','i','u'}      //部分初始化
char c[8] = {'h','g','i','u','\0','\0','\0','\0'}：

案例

案例1

• 需求：输出一个字符序列（I LOVE YOU）

• 代码

  /*************************************************************************> File Name:    demo04.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月16日 星期五 22时20分12秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {// 创建一个数组，用来存储 I LOVE YOU，ASCII中对应的空格为 ' '，其对应的ASCII码是 32char arr[] = {'I',' ','L','O','V','E',32,'Y','O','U'};// 计算数组的大小int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);// 使用for循环遍历数组for (int i = 0; i < len; i++) printf("%c",arr[i]);printf("\n");return 0;
  }
  

案例2

• 需求：输出一个用字符*组成的菱形图案

• 代码：

  /*************************************************************************> File Name:    demo05.c> Author:       小刘> Description:  打印一个菱形> Created Time: 2025年05月13日 星期二 13时09分28秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {//创建一个二维数组,存放空菱形int arr[5][5] = {' ',' ','*',' ',' ',' ','*',' ','*',' ','*',' ',' ',' ','*',' ','*',' ','*',' ',' ',' ','*',' ',' ',};//计算行数和列数int row = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int col = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]);for(int i = 0;i < row ;i++){for(int j = 0;j < col ;j++)printf("%c",arr[i][j]);printf("\n");}printf("\n");return 0;
  }
  

注意

• 如果定义时，不初始化，元素值不确定（针对局部定义的数组）

char arr1[2]；//如果这个数组是定义在函数中的，此时元素的值是随机的
char arr2[5]= {'a','b','c'}; //此时属于不完全初始化，未初始化完的元素使用\θ填充

• 如果提供的字符个数大于数组长度，则按照语法错误处理（会报警告，但是能编译通过）；如果字符个数小于数组长度，后面的元素自动补\0

  char arr1[2] = {'h','e','e'}; //编译通过，但是会报警告，不建议写
  char arr2[3] = {'a'};         //正确的，未初始化的元素使用’\θ”填充
  

• 如果提供的字符个数与数组长度相同，可以省略数组长度，系统会自动确定元素个数，适合字符较多时。

  char arr1[] = {'b','u'}; //正确，根据初始化元素，由系统自动计算元素个数
  

字符串的结束标志

说明

• C 语言规定，字符串以字符\0,作为结束标志。

• 编译系统对字符串常量自动加一个\0作为结束的标志。比如char *name = "TOM"，实际上存储为{‘t’,‘o’,‘m’,‘\0’}

• 程序中往往通过判断\0来检测字符是否结束。举例：while(arr[i]! = ‘\0’){…}

• \0的ASCII码是0，不是一个可显示可输出的字符，是“空操作符”，它什么都不做，不会增加有效字符，仅仅用作一个工程判别的标志或者在字符数组中占位。

  char a[] = {'h','i'};        //遍历hi
  char a[] = {'h','i','\0'};   //遍历hi
  char a[] = "hello";          //遍历hello\0   字符串常量，在内存中，默认加了一个\0字符作用结尾标志
  

字符串的多样表示

我们的char 数组的形式一个一个输出每一个字符；也可以以字符串的形式整体输出。

• 演示

  /*************************************************************************> File Name:    demo07.c> Author:       小刘> Description:  > Created Time: 2025年05月17日 星期六 16时56分20秒************************************************************************/#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
  {// 字符串的第1种表示：char s1[] = {'h','e','l','l','o',' ','w','o','r','l','d','\0'};// 字符串的第2种表示：char s2[] = {"hello world"}; // "" 包裹的字符串一般默认有一个\0，所以不需要我们手动添加// 字符串的第3种表示：char s3[] = "hello world";// 计算字符串所占的字节数printf("s1=%d,s2=%d,s3=%d\n", sizeof(s1), sizeof(s2), sizeof(s3)); //s1=12,s2=12,s3=12// 字符串输出第1种方式：int len = sizeof(s3) / sizeof(s3[0]);for (int i = 0; i < len; i++){// 过滤\0if (s1[i] == '\0' || s2[i] == '\0' || s3[i] == '\0') continue;printf("%c,%c,%c\n",s1[i], s2[i], s3[i]);}printf("\n");// 字符串输出第2种方式：printf("%s,%s,%s\n",s1, s2, s3);printf("\n");return 0;
  }
  

• 运行结果：

注意：

• 字符串的长度与字符数组的长度不一定形同。

char *name = "hello"; //数组长度：6，字符串长度：5

• 利用字符串常量可以对字符数组进行初始化，但不能用字符串常量对字符数组赋值。

  // 正确演示：利用字符串常量给字符数组初始化
  char arr1[] = "hello";// 错误演示：利用字符串常量给字符数组赋值
  char arr2[6];
  arr2 = "hello";  // 可以理解为，数组是一个常量
  

字符串的基础操作

在用格式化说明符%s进行输入输出，其输入输出项均为数组名。但是在输入时，相邻两个字符串之间要用空格分隔，系统将自动在字符串后加\0。在输出时，遇到结束符\0作为输出结束标志。

对于字符串的操作，我们需要使用到一些系统提供的API函数。

字符串输入

scsnf

语法：

scanf("%s",数组名);

注意：数组名对应的数组只能是char类型，从控制台输入字符串之后，默认为追加\0

案例：

#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20]; // 初始化的时候，数组容量可以省略，char name[] = {..}，如果只是声明，数组容量不能省略// 计算数组容量int len = sizeof(name) / sizeof(name[0]);printf("请输入您的名字：\n");// scanf("%s",name);// 数组本身没有空间，它的内存空间其实就是其元素空间，C语言规定数组名指向第一个元素的首地址fgets(name,len,stdin); printf("您的姓名是：%s\n",name);return 0;
}

注意：采用scanf进行字符串输入，要求字符串中不能有空格，否则字符串遇到空格就会结束。

fgets

语法：

fget (数组名，数组容量，stdin);

功能：

​ 从键盘录入一个字符串常量到字符数组，返回字符数组的地址（首地址，默认返回的地址，一 般用12位16进制数表示）

说明：

​ 采用fgets进行字符串输入，可获取所有输入的字符串，包含\n，在实际的字符串处理时，我们 可能需要手动处理\n

#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20]; // 初始化的时候，数组容量可以省略，char name[] = {..}，如果只是声明，数组容量不能省略// 计算数组容量int len = sizeof(name) / sizeof(name[0]);printf("请输入您的名字：\n");// scanf("%s",name);// 数组本身没有空间，它的内存空间其实就是其元素空间，C语言规定数组名指向第一个元素的首地址fgets(name,len,stdin); printf("您的姓名是：%s\n",name);return 0;
}

注意：

① 如果输入的字符串不包括空格或换行，可以使用scanf或者fgets

② 如果输入的字符串包括空格或换行，只能使用fgets

gets危险的【C11移出】

语法：

gets(数组名);

功能：

​ 从键盘录入一个字符串常量到字符数组，返回字符数组的地址（首地址，默认返回的地址，一 般用12位16进制数表示）

说明：

​ 采用gets进行字符串输入，可获取所有输入的字符串，包含 \n ，在实际的字符串处理时，我 们可能需要处理 \n

 #include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[]){// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20];printf("请输入您的名字：\n");scanf("%s",name);// 数组本身没有空间，它的内存空间其实就是其元素空间，C语言规定数组名指向的就是首地址printf("您的姓名是%s\n",name);return 0;}

字符串输出

printf

语法：

printf("%s",数组名);

案例：

 #include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[]){// 创建一个字符数组，用来存储姓名char name[20];printf("请输入您的名字：\n");scanf("%s",name);// 数组本身没有空间，它的内存空间其实就是其元素空间，C语言规定数组名指向的就是首地址printf("您的姓名是%s\n",name);return 0;}

fputs

语法：

注意：采用scanf进行字符串输入的时候不能采用空格，否则遇到空格会结束

语法：

fputs(数组名，stdout);

功能：

​ 输出一个字符串

说明：

​ 字符串可以包含转义字符（以\开头的字符）

案例：

#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[])
{char arr[] = "hi lucy\trun!\n";// 第1种输出printf("%s",arr);// 第2种输出fputs(arr,stdout);return 0;
}

puts危险的【C11移出】

语法：

puts(数组名称);

功能：

​ 输出一个字符串

说明：

​ 字符串可以包含转义字符

案例：

#include <stdio.h>int main(int argc,char *argv[]){// 创建一个数组，用来存放人的名字char name[20];printf("请输入您的名字：\n");// gets、fgets和scanf只能多选一gets(name);// 输出puts(name);// 标准的输出return 0;}

字符串转数值【扩展】

• strtol

  long strtol(const char *str, char **endptr, int base);
  

  将字符串转换为长整型数。

  参数说明:

  • str ：指向要转换的字符串的指针。
  • endptr ：一个指向字符指针的指针。如果提供了这个参数，并且转换成功， *endptr 将被 设置为指向第一个未转换字符的指针。如果 endptr 是 NULL ，则不使用它。
  • base ：用于指定转换的基数。它可以是 2 到 36 之间的值，或者是特殊值 0。如果 base 是 0，则函数会根据字符串的前缀（如 “0x” 或 “0X” 表示十六进制，“0” 表示八进制，否则默 认为十进制）来自动确定基数。

• strtoul

  unsigned long strtoul(const char *str, char **endptr, int base);
  

  将字符串转换为无符号长整型数。

• strtod

  double strtod(const char *str, char **endptr);
  

  将字符串转换为双精度浮点数。

• atoi

  int atoi(const char *str);
  

  将字符串转换为整型数（不推荐使用，建议使用strtol）。

• atol

  long atol(const char *str);
  

  将字符串转换为整型数（不推荐使用，建议使用strtol）。

• atof

  long atof(const char *str);
  

  将字符串转换为整型数（不推荐使用，建议使用strtol）。

案例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main(int argc,char *argv[])
{printf("%lo,%ld,%lx\n",strtol("12",NULL,8),strtol("12",NULL,10),strtol("12",NULL,16));printf("%lo,%ld,%lx\n",strtol("012",NULL,0),strtol("12",NULL,10),strtol("0x12",NULL,0));int a = 10;printf("%p,%lx\n",&a,&a);return 0;
}main()
{int a=2,b=-1,c=2;if(a<b)if(b<0) c=0;else c+=1;printf("%d\n",c);
}

关于单字符的输入：

• scanf(“%c”,…)
• getchar();

关于单字符的输出：

• printf(“%c”,…);
• putchar();