程序设计入门-C语言基础知识-翁恺-第七周：指针与字符串-详细笔记（七）

2021-08-07 00:01:20

第七周：指针与字符串

第七周：指针与字符串

7.1 指针初步

sizeof

是一个运算符，给出某个类型或变量在内存中所占据的字节数
- sizeof(int)
- sizeof(i)

运算符 &

scanf("%d",&i);
获得变量的地址，它的操作必须是变量
- int i;printf("%p",&i);
地址的大小与int是否相同取决于编译器，地址和整数不一定是相同的，这取决于你的系统架构。

void pointerDemo(void)

{

    int i = 0;

    int p;

    p = (int)&i;

    printf("0x%x\n", p);

    printf("%p\n", &i);

    printf("%lu\n", sizeof(int)); //32位系统为4 64位系统为4

    printf("%lu\n", sizeof(&i));//32位系统为4 64位系统为8

}

数组与地址：

#include <stdio.h>

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

{

 int a[10];

 printf("%p\n", &a);

 printf("%p\n", a);

 printf("%p\n", &a[0]);

 printf("%p\n", &a[1]);

 return 0;

}

运行结果：

000000000069FE20

000000000069FE20

000000000069FE20

000000000069FE24

--------------------------------

Process exited after 0.1564 seconds with return value 0

scanf

如果能够将取得的变量的地址传递给一个函数，能否通过这个地址在那个函数内访问这个变量？
- scanf("%d", &i);
scanf()的原型应该是怎样的？我们需要一个参数能保存别的变量的地址，如何表达能够保存地址的变量？

指针

就是保存地址的变量

int i;

int* p = &i;

int* p,q;

int p,q;//p是一个指针指向int，q是一个int类型变量，换句话说p是一个int，因此int *p就是一个指向int的指针。
指针变量的值是内存的地址
普通变量的值是实际的值
指针变量的值是具有实际值的变量的地址

作为参数的指针

void f(int *p);
在被调用的时候得到了某个变量的地址：
- int i=0;f(&i);
在函数里可以通过这个指针访问外面的这个i

访问那个地址上的变量*

*是一个单目运算符，用来访问指针的值所表示的地址上的变量
可以做右值也可以做左值
- int k=*p;
- *p=k+1;

传入函数的数组成了什么？

int isPrime(int x, int knownPrimes[], int numberOfKonwPrimes){

    //...

}

函数参数表中的数组实际上是指针
- sizeof(a) == sizeof(int*)
- 但是可以用数组的运算符[]进行操作

数组参数

以下四种函数原型是等价的：
- int sum(int *arr, int n);
- int sum(int *, int n);
- int sum(int arr[], int n);
- int sum(int [], int);

数组变量是特殊的指针

数组变量本身表达地址，所以
- int a[10]; int *p=a; //无需用&取地址
- 但是数组的单元表达的是变量，需要用&取地址
- a == &a[0];
[]运算符可以对数组做，也可以对指针做：
- p[0] <==> a[0]
*运算符可以对指针做，也可以对数组做：
- *a = 25;
数组变量是const的指针，所以不能被赋值
- int a[] <==>（等价于） int * const a

7.2 字符类型

字符类型

char是一种整数，也是一种特殊的类型：字符。这是因为：
- 用单引号表示的字符字面量：'a','1'
- ''也是一个字符
- printf和scanf里面用%c来输入输出字符

字符的输入输出

如何输入'1'这个字符给char c?
- scanf("%c", &c); -> 1
- scanf("%d", &i); c=i; -> 49
'1'的ASCII编码是49，所以当c==49时，它代表字符'1'

#include <stdio.h>

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

{

 char c;

 scanf("%c", &c);

 printf("c=%d\n", c);

 printf("c='%c'\n", c);

 return 0;

}

输出结果：

1

c=49

c='1'

--------------------------------

Process exited after 0.9084 seconds with return value 0

字符计算

一个字符加一个数字得到ASCII码表中那个数之后的字符
- char c ='A';c++;printf("%c\n", c); // B
两个字符相减，得到它们在表中的距离

大小写转换

字母在ASCII表中是顺序排列的
大写字母和小写字母是分开排列的，并不在一起
'a'-'A'可以得到两段之间的距离，于是
- a+'a'-'A'可以把一个大写字母变成小写字母
- a+'A'-'a'可以把一个小写字母变成大写字母

#include <stdio.h>

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

{

 char c = 'e';

 printf("a=%d\n", 'a');

 printf("A=%d\n", 'A');

 printf("a-A=%d\n", 'a' - 'A');

 printf("A-a=%d\n", 'A' - 'a');

 c = c + 'A' - 'a';

 printf("c+A-a=%c\n", c);

 c = c + 'a' - 'A';

 printf("c+A-a=%c\n", c);

 return 0;

}

a=97

A=65

a-A=32

A-a=-32

c+A-a=E

c+A-a=e

--------------------------------

Process exited after 0.1735 seconds with return value 0

逃逸字符

用来表达无法打印出来得到控制字符或特殊字符，它由一个反斜杠""开头，后面跟上另一个字符，这两个字符合起来，组成了一个字符
- printf("请分别输入身高的英尺和英寸，"
  
  "如输入"5 7"表示5英尺7英寸");

制表位

每行的固定位置，不是代表固定大小的字符数量。
一个\t使得输出从下一个制表位开始
用\t才能使得上下两行对齐
- printf("123\t456\n");
- printf("12\t456\n");
- 以上两行在一个位置。

123      456

12        456

--------------------------------

Process exited after 0.222 seconds with return value 0

回车和换行

在早期的打字机中回车和换行是两个动作
回车是将输入的位置从页面的最右边挪动到最左边，换行则是新起一行
大部分shell会把\n翻译为\r\n

7.3 字符串

char word[] = {'H','e','l','l','o','!','\0'};

'\0'可以看作整数0
以0（整数0）结尾的一串字符
- 0或'\0'是一样的，但是和'0'不同，'\0'一定是一个字节的变量，而整数0是4个字节
0标志字符串的结束，但它不是字符串的一部分
- 计算字符串长度的时候不包含这个0
字符串在内存中是以数组的形式存在，以数组或指针的形式访问
- 更多是以指针的形式
string.h 里有很多处理字符串的函数

字符串变量

char *str = "Hello";
char word[] = "Hello";
char line[10] = "Hello";

字符串常量（字符串字面量）

"Hello"
"Hello"会被编译器变成一个字符数组放在某处，这个数组的长度是6，结尾还有表示结束的0
两个相邻的字符串常量会被自动连接起来

字符串

C语言的字符串是以字符数组的形式存在的
- 不能用运算符对字符串做运算
- 通过数组的方式可以遍历字符串
唯一特殊的地方是字符串字面量可以用来初始化字符数组
以及标准库提供了一系列字符串函数
在C语言诞生的年代，计算机更多的是用来做数字计算而不是信息处理，因此C语言没有为字符串专门设计一个字符串类型。

字符串输入输出

char string[8];
scanf("%s", string);
printf("%s", string);
scanf读入一个单词（到空格、tab或回车为止）
scanf是不安全的，因为不知道要读入的内容长度
- scanf("%7s",string); 只读7个字符
在%和s之间的数字表示最多允许读入的字符串数量，这个数字应该比数组的大小小一
- 下一个scanf从哪里开始？
- 当第一个scanf读够了7个字符，溢出的字符就会交由第二个scanf读取了。

常见错误

char *string;
scanf("%s", string);
指针没有没初始化就使用，可能导致程序出错。
由于没有对string初始化，使用的是程序中已有内存的任一地方，所以不一定每次运行都出错，但是当那个内存有很重要的东西的时候，程序可以就出错了。

空字符串

char buffer[100] = "";
- 这是一个空的字符串，buffer[0] == '\0'
char buffer[] = "";
- 这个数组的长度只有1!
- 因此这个字符串放不下任何的字符。

string.h

strlen
strcmp
strcpy
strcat
strchr
strstr

strlen

size_t strlen(const char *s);
返回s的字符串长度（不包括结尾的0）

strcmp

int strcmp(const char *s1, const char *s2);
比较两个字符，返回
- 0:s1==s2
- 1:s1>s2
- -1:s1<s2

strcpy

char *strcpy(char *restrict dst, const char *restrict src);
把src的字符串拷贝到dst
- restrict表名src和dst不重叠（C99）
返回dst
- 为了能链起代码来

strcat

char * strcat(char *restrict s1, const *restrict s2);
把s2拷贝到s1的后面，接成一个长的字符串
返回s1
s1必须有足够的空间

安全问题

strcpy和strcat都可能出现安全问题
- 如果目的地没有足够的空间？

安全版本

char * strncpy(...) 只拷贝多少个长度的字符
char * strncat(...) 只链接多少个字符的长度
int strncmp(...) 只比较前几个字符

字符串中找字符

char * strchar(const char *s, int c); //从左边开始找第一个出现的字符
char * strrchr(const char *s,int c); //从右边开始找第一个出现字符
返回NULL表示没有找到

7.3 课后练习

1、题目内容：题目内容：

你的程序要读入一行文本，其中以空格分隔为若干个单词，以‘.’结束。你要输出这行文本中

每个单词的长度。这里的单词与语言无关，可以包括各种符号，比如“it's”算一个单词，长

度为 4。注意，行中可能出现连续的空格。

输入格式:

输入在一行中给出一行文本，以‘.’结束，结尾的句号不能计算在最后一个单词的长度内。

输出格式：

在一行中输出这行文本对应的单词的长度，每个长度之间以空格隔开，行末没有最后的空格。

输入样例：

It's great to see you here.

输出样例：

4 5 2 3 3 4

题目分析：

以空格分割单词计数，输出每个单词的长度
遇到.或者字符串结束'\0' 停止程序

程序实现：

#include <stdio.h>

#include "inputText.h"

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

{

    inputALineOfText();

 return 0;

}

#ifndef inputText_h

#define inputText_h

#include <stdio.h>

#include <string.h>

void inputALineOfText();

#endif

#include "inputText.h"

void inputALineOfText(){

 char str[500];

 printf("Please input a line of text:");

 gets(str);

 printf("Your input text's word length respectively are:\n");

 int wordCount=0;

 for(int i=0;i<sizeof(str)/sizeof(str[0]);i++){

  //printf("'%c',",str[i]);

  if(str[i]==' '){//单词边界

   if(wordCount>0){

    printf("%d ",wordCount);

   }

   wordCount = 0;//重新计数

  }

  else if(str[i]=='.'){

   printf("%d",wordCount);

   break;

  }

  else if(str[i]=='\0'){

   printf("%d",wordCount);

   break;

  }else{

   wordCount++;

  }

 }

}

测试样例：

Please input a line of text:It's great to see you here.

Your input text's word length respectively are:

4 5 2 3 3 4

--------------------------------

Process exited after 13.37 seconds with return value 0

2、题目内容：

NMEA-0183 协议是为了在不同的 GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的 BTCM

（海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（NMEA-The National Marine

Electronics Associa-tion）制定的一套通讯协议。GPS 接收机根据 NMEA-0183 协议

的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到 PC 机、PDA 等设备。

NMEA-0183 协议是 GPS 接收机应当遵守的标准协议，也是目前 GPS 接收机上使用最

广泛的协议，大多数常见的 GPS 接收机、GPS 数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼

容这个协议。

NMEA-0183 协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有

$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL 等。

其中$GPRMC 语句的格式如下：

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,1

50706,,,A50

这里整条语句是一个文本行，行中以逗号“,”隔开各个字段，每个字段的大小（长度）不一，

这里的示例只是一种可能，并不能认为字段的大小就如上述例句一样。

字段 0：$GPRMC，语句 ID，表明该语句为 Recommended Minimum Specific

GPS/TRANSIT Data（RMC）推荐最小定位信息

字段 1：UTC 时间，hhmmss.sss 格式

字段 2：状态，A=定位，V=未定位

字段 3：纬度 ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补 0）

字段 4：纬度 N（北纬）或 S（南纬）

字段 5：经度 dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补 0）

字段 6：经度 E（东经）或 W（西经）

字段 7：速度，节，Knots

字段 8：方位角，度

字段 9：UTC 日期，DDMMYY 格式

字段 10：磁偏角，（000 - 180）度（前导位数不足则补 0）

字段 11：磁偏角方向，E=东 W=西

字段 16：校验值

这里，“”为校验和识别符，其后面的两位数为校验和，代表了“$”和“”之间所有字符

（不包括这两个字符）的异或值的十六进制值。上面这条例句的校验和是十六进制的 50，

也就是十进制的 80。

提示：^{运算符的作用是异或。将$和*之间所有的字符做}运算(第一个字符和第二个字符异

或，结果再和第三个字符异或，依此类推)之后的值对 65536 取余后的结果，应该和后面

的两个十六进制数字的值相等，否则的话说明这条语句在传输中发生了错误。注意这个十六

进制值中是会出现 A-F 的大写字母的。另外，如果你需要的话，可以用 sscanf(s,"%d", &i)

从字符串 s 中得到其所表达的整数数字给 i。

现在，你的程序要读入一系列 GPS 输出，其中包含$GPRMC，也包含其他语句。在数据的

最后，有一行单独的

END

表示数据的结束。

你的程序要从中找出$GPRMC 语句，计算校验和，找出其中校验正确，并且字段 2 表示已

定位的语句，从中计算出时间，换算成北京时间。一次数据中会包含多条$GPRMC 语句，

以最后一条语句得到的北京时间作为结果输出。

你的程序一定会读到一条有效的$GPRMC 语句。

输入格式:

多条 GPS 语句，每条均以回车换行结束。最后一行是 END 三个大写字母。

输出格式：

6 位数时间，表达为：

hh:mm:ss

其中，hh 是两位数的小时，不足两位时前面补 0；mm 是两位数的分钟，不足两位时前面

补 0；ss 是两位数的秒，不足两位时前面补 0。

输入样例：

$GPRMC,024813.640,A,3158.4608,N,11848.3737,E,10.05,324.27,1507

06,,,A*50

END

输出样例：

10:48:13