C 语言字符串

C 语言的字符串本质上是字符数组，以值为 0 的空字符 \0 标记结束。C 语言没有独立的 string 类型，理解这一点是掌握后续字符串操作的基础。

两种定义方式

若只需引用固定文本、不需要修改内容，可使用指针指向字符串字面量：

const char * name = "张三";

上述形式仅适合读取，若尝试修改字面量内容，属于未定义行为。若需要在运行期修改字符，应定义字符数组：

char name[] = "张三";

方括号中省略长度时，由编译器根据初始化内容自动计算数组大小，与显式写出字符数再加 1 的写法等价：

char name[] = "John";
/* 等价于 */
char name[5] = "John";

多出的 1 个位置用于存放字符串结束符 \0。运行时函数通过从首字符起逐个读取，直到遇到 \0 判定字符串结束。若未预留结束符位置，读取可能越过数组边界，引发缓冲区溢出等安全问题。

打印字符串

printf 使用 %s 输出字符串，可与其他格式符组合输出文本与数值：

const char * name = "张三";
int age = 27;
printf("%s 今年 %d 岁。\n", name, age);
/* 输出：张三 今年 27 岁。 */

输出末尾建议添加 \n，否则下一次 printf 可能与当前行连在一起显示。

读取字符串

简单场景可使用 scanf 读入字符串。注意：数组名本身表示首地址，不要在数组名前加 &。

#include <stdio.h>

int main(void) {
    char str[6];
    scanf("%5s", str);     // 上限 5，留一个给 \0
    printf("你输入的是：%s\n", str);
    return 0;
}

scanf 的 %s 在遇到空格、制表符或换行时会停止读取。例如输入 Hello World 通常只能得到 Hello。若需要读取包含空格的整行，应使用 fgets：

char line[100];
fgets(line, sizeof(line), stdin);   // 读到换行为止，换行符也一并存进来
printf("整行内容：%s", line);

fgets 会将行尾换行符一并读入。若需去掉换行，可使用：line[strcspn(line, "\n")] = '\0';

字符串的长度：strlen

strlen 返回字符串长度，不包含结尾的 \0：

#include <string.h>

const char * name = "Nikhil";
printf("%zu\n", strlen(name));   // 6

字符串的比较：strcmp / strncmp

字符串内容不能使用 == 比较，该运算符比较的是指针地址而非字符序列。应使用 strcmp，或在有长度限制时优先使用 strncmp：

const char * name = "张三";
if (strcmp(name, "张三") == 0) {      // 相等时返回 0
    printf("对的，是你。\n");
} else {
    printf("你不是张三，再见。\n");
}

二者返回值规则相同：内容完全一致时返回 0；若前者字典序更大返回正数，更小返回负数。差别主要在比较长度是否设上限，对比如下。

下面用两组字符串对比返回值（非 0 表示不相等，0 表示在各自比较规则下相等）：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    const char *cmd = "delete file.txt";
    const char *kw  = "delete";

    printf("strcmp(cmd, kw)        = %d\n", strcmp(cmd, kw));
    printf("strncmp(cmd, kw, 6)    = %d\n", strncmp(cmd, kw, 6));

    printf("strcmp(\"abc\", \"abd\")     = %d\n", strcmp("abc", "abd"));
    printf("strncmp(\"abc\", \"abd\", 2) = %d\n", strncmp("abc", "abd", 2));
    return 0;
}
/* 典型输出：
   strcmp(cmd, kw)        = 正数   （较短串已结束，较长串仍有字符）
   strncmp(cmd, kw, 6)    = 0      （只比较前 6 个字符 "delete"）
   strcmp("abc", "abd")     = 负数   （比较到第三个字符）
   strncmp("abc", "abd", 2) = 0      （只比较前 2 个字符 "ab"） */

第一组说明：strcmp 会一直比到某一串遇到 \0，因此 "delete" 与更长的 "delete file.txt" 判为不相等；若只需判断命令前缀是否为 delete，应使用 strncmp(cmd, kw, 6)（长度取关键字字符数，不含 \0）。第二组说明：在只关心前若干字符是否一致时，用 strncmp 并显式指定 n，可避免把后面尚未比较的差异算进去。

处理用户输入、网络数据或固定宽度文本时，通常优先使用 strncmp，并结合缓冲区大小与 n 的取值做边界检查。

字符串的拼接：strcat / strncat

strcat 把源串从首字符起一直追加到目标串末尾的 \0 之前；strncat(dst, src, n) 则最多从 src 取 n 个字符追加，并在结果末尾写入 \0。二者都要求 dst 中已有合法字符串，且剩余空间足以容纳原有内容、本次追加内容及新的结束符。

下面在同一初始内容下对比两种写法的结果：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char d1[20] = "Hello";
    char d2[20] = "Hello";
    const char *src = "World";

    strcat(d1, src);
    strncat(d2, src, 3);

    printf("strcat  后: %s\n", d1);   /* HelloWorld */
    printf("strncat 后: %s\n", d2);   /* HelloWor */

    char path[16] = "/tmp/";
    const char *name = "report-2025.txt";
    char path2[16] = "/tmp/";

    strcat(path, name);              /* 整段文件名接在后面 */
    strncat(path2, name, 6);         /* 只接前 6 个字符 "report" */

    printf("%s\n", path);            /* /tmp/report-2025.txt */
    printf("%s\n", path2);           /* /tmp/report */
    return 0;
}

第一组说明：strcat 会把 "World" 全部接到 "Hello" 之后；strncat(d2, src, 3) 只追加前 3 个字符，因此得到 "HelloWor"。第二组说明：拼接路径与文件名时，若只需试探前缀或受数组长度限制，可用 strncat 指定 n，而不是无上限地 strcat。

无论使用哪一个函数，都应先估算 strlen(dst) + 追加长度 + 1 是否小于目标数组容量；空间不足时属于缓冲区溢出，行为未定义。更稳妥的做法是改用带长度上限的接口（如 snprintf）或动态分配内存。

字符串字面量为什么只读

双引号中的 "Hello World" 称为字符串字面量，通常存放在只读存储区，修改其内容属于未定义行为。需要可写缓冲区时使用字符数组；仅引用固定文本时使用 const char *：

const char * s = "Hello World";   // 只读，安全
char t[] = "Hello World";          // 可读写，t[0] = 'h' 没问题

字符串基于字符数组：可以按索引访问或修改单个字符，但不支持直接用 = 做整体赋值，也不能用 == 比较内容，相关操作应使用 string.h 中的函数。下一章将介绍函数的定义与调用。