C语言字符串知识点和算法总结

目录

一、字符串遍历

1、字符串和字符数组

2、获取字符串长度

3、字符串遍历

4、大小写转换

5、字符串数组

二、字符串拷贝

三、字符串比较

四、字符串分割

五、字符串翻转

1、题目详解

2、算法详解

3、源码剖析

六、回文串

1、定义

2、例题讲解

3、算法详解

4、源码剖析

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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：

char c[6] = "Hello"; 
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：

char str[][5] = {
	"I", "love", "U"
};

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"和?"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；