Ввод и вывод символьных строк в Си
Итак, строки в языке Си. Для них не предусмотрено отдельного типа данных, как это сделано во многих других языках программирования. В языке Си строка – это массив символов. Чтобы обозначить конец строки, используется символ '\0' , о котором мы говорили в прошлой части этого урока. На экране он никак не отображается, поэтому посмотреть на него не получится.
Создание и инициализация строки
Так как строка – это массив символов, то объявление и инициализация строки аналогичны подобным операциям с одномерными массивами.
Следующий код иллюстрирует различные способы инициализации строк.
Рис.1 Объявление и инициализация строк
В первой строке мы просто объявляем массив из десяти символов. Это даже не совсем строка, т.к. в ней отсутствует нуль-символ \0 , пока это просто набор символов.
Вторая строка. Простейший способ инициализации в лоб. Объявляем каждый символ по отдельности. Тут главное не забыть добавить нуль-символ \0 .
Третья строка – аналог второй строки. Обратите внимание на картинку. Т.к. символов в строке справа меньше, чем элементов в массиве, остальные элементы заполнятся \0 .
Четвёртая строка. Как видите, тут не задан размер. Программа его вычислит автоматически и создаст массив символов нужный длины. При этом последним будет вставлен нуль-символ \0 .
Как вывести строку
Дополним код выше до полноценной программы, которая будет выводить созданные строки на экран.
Рис.2 Различные способы вывода строки на экран
Как видите, есть несколько основных способов вывести строку на экран.
- использовать функцию printf со спецификатором %s
- использовать функцию puts
- использовать функцию fputs , указав в качестве второго параметра стандартный поток для вывода stdout .
Единственный нюанс у функций puts и fputs . Обратите внимание, что функция puts переносит вывод на следующую строку, а функция fputs не переносит.
Как видите, с выводом всё достаточно просто.
Ввод строк
С вводом строк всё немного сложнее, чем с выводом. Простейшим способом будет являться следующее:
Функция gets приостанавливает работу программы, читает строку символов, введенных с клавиатуры, и помещает в символьный массив, имя которого передаётся функции в качестве параметра.
Завершением работы функции gets будет являться символ, соответствующий клавише ввод и записываемый в строку как нулевой символ.
Заметили опасность? Если нет, то о ней вас любезно предупредит компилятор. Дело в том, что функция gets завершает работу только тогда, когда пользователь нажимает клавишу ввод. Это чревато тем, что мы можем выйти за рамки массива, в нашем случае — если введено более 20 символов.
К слову, ранее ошибки переполнения буфера считались самым распространенным типом уязвимости. Они встречаются и сейчас, но использовать их для взлома программ стало гораздо сложнее.
Итак, что мы имеем. У нас есть задача: записать строку в массив ограниченного размера. То есть, мы должны как-то контролировать количество символов, вводимых пользователем. И тут нам на помощь приходит функция fgets :
Функция fgets принимает на вход три аргумента: переменную для записи строки, размер записываемой строки и имя потока, откуда взять данные для записи в строку, в данном случае — stdin . Как вы уже знаете из 3 урока, stdin – это стандартный поток ввода данных, обычно связанный с клавиатурой. Совсем необязательно данные должны поступать именно из потока stdin , в дальнейшем эту функцию мы также будем использовать для чтения данных из файлов.
Если в ходе выполнения этой программы мы введем строку длиннее, чем 10 символов, в массив все равно будут записаны только 9 символов с начала и символ переноса строки, fgets «обрежет» строку под необходимую длину.
Обратите внимание, функция fgets считывает не 10 символов, а 9 ! Как мы помним, в строках последний символ зарезервирован для нуль-символа.
Давайте это проверим. Запустим программу из последнего листинга. И введём строку 1234567890 . На экран выведется строка 123456789 .
Рис.3 Пример работы функции fgets
Возникает вопрос. А куда делся десятый символ? А я отвечу. Он никуда не делся, он остался в потоке ввода. Выполните следующую программу.
Вот результат её работы.
Рис.4 Непустой буфер stdin
Поясню произошедшее. Мы вызвали функцию fgets . Она открыла поток ввода и дождалась пока мы введём данные. Мы ввели с клавиатуры 1234567890\n ( \n я обозначаю нажатие клавиша Enter ). Это отправилось в поток ввода stdin . Функция fgets , как и полагается, взяла из потока ввода первые 9 символов 123456789 , добавила к ним нуль-символ \0 и записала это в строку str . В потоке ввода осталось ещё 0\n .
Далее мы объявляем переменную h . Выводим её значение на экран. После чего вызываем функцию scanf . Тут-то ожидается, что мы можем что-то ввести, но т.к. в потоке ввода висит 0\n , то функция scanf воспринимает это как наш ввод, и записывается 0 в переменную h . Далее мы выводим её на экран.
Это, конечно, не совсем такое поведение, которое мы ожидаем. Чтобы справиться с этой проблемой, необходимо очистить буфер ввода после того, как мы считали из него строку, введённую пользователем. Для этого используется специальная функция fflush . У неё всего один параметр – поток, который нужно очистить.
Исправим последний пример так, чтобы его работа была предсказуемой.
Теперь программа будет работать так, как надо.
Рис.4 Сброс буфера stdin функцией fflush
Подводя итог, можно отметить два факта. Первый. На данный момент использование функции gets является небезопасным, поэтому рекомендуется везде использовать функцию fgets .
Второй. Не забывайте очищать буфер ввода, если используете функцию fgets .
На этом разговор о вводе строк закончен. Идём дальше.
Сохрани в закладки или поддержи проект.
Практика
Решите предложенные задачи:
Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим 
C – Strings and String functions with examples
String is an array of characters. In this guide, we learn how to declare strings, how to work with strings in C programming and how to use the pre-defined string handling functions.
We will see how to compare two strings, concatenate strings, copy one string to another & perform various string manipulation operations. We can perform such operations using the pre-defined functions of “string.h” header file. In order to use these string functions you must include string.h file in your C program.
String Declaration
Method 1:
Method 2: The above string can also be defined as –
In the above declaration NULL character (\0) will automatically be inserted at the end of the string.
What is NULL Char “\0”?
‘\0’ represents the end of the string. It is also referred as String terminator & Null Character.
String I/O in C programming
Read & write Strings in C using Printf() and Scanf() functions
Note: %s format specifier is used for strings input/output
Read & Write Strings in C using gets() and puts() functions
C – String functions
C String function – strlen
size_t represents unsigned short
It returns the length of the string without including end character (terminating char ‘\0’).
Example of strlen:
strlen vs sizeof
strlen returns you the length of the string stored in array, however sizeof returns the total allocated size assigned to the array. So if I consider the above example again then the following statements would return the below values.
strlen(str1) returned value 13.
sizeof(str1) would return value 20 as the array size is 20 (see the first statement in main function).
C String function – strnlen
size_t represents unsigned short
It returns length of the string if it is less than the value specified for maxlen (maximum length) otherwise it returns maxlen value.
Example of strnlen:
Output:
Length of string str1 when maxlen is 30: 13
Length of string str1 when maxlen is 10: 10
Have you noticed the output of second printf statement, even though the string length was 13 it returned only 10 because the maxlen was 10.
C String function – strcmp
It compares the two strings and returns an integer value. If both the strings are same (equal) then this function would return 0 otherwise it may return a negative or positive value based on the comparison.
If string1 < string2 OR string1 is a substring of string2 then it would result in a negative value. If string1 > string2 then it would return positive value.
If string1 == string2 then you would get 0(zero) when you use this function for compare strings.
Example of strcmp:
Output:
C String function – strncmp
size_t is for unassigned short
It compares both the string till n characters or in other words it compares first n characters of both the strings.
Example of strncmp:
Output:
C String function – strcat
It concatenates two strings and returns the concatenated string.
Example of strcat:
Output:
C String function – strncat
It concatenates n characters of str2 to string str1. A terminator char (‘\0’) will always be appended at the end of the concatenated string.
Example of strncat:
Output:
C String function – strcpy
It copies the string str2 into string str1, including the end character (terminator char ‘\0’).
Example of strcpy:
Output:
C String function – strncpy
char *strncpy( char *str1, char *str2, size_t n)
size_t is unassigned short and n is a number.
Case1: If length of str2 > n then it just copies first n characters of str2 into str1.
Case2: If length of str2 < n then it copies all the characters of str2 into str1 and appends several terminator chars(‘\0’) to accumulate the length of str1 to make it n.
Example of strncpy:
Output:
C String function – strchr
It searches string str for character ch (you may be wondering that in above definition I have given data type of ch as int, don’t worry I didn’t make any mistake it should be int only. The thing is when we give any character while using strchr then it internally gets converted into integer for better searching.
Example of strchr:
Output:
C String function – Strrchr
It is similar to the function strchr, the only difference is that it searches the string in reverse order, now you would have understood why we have extra r in strrchr, yes you guessed it correct, it is for reverse only.
Now let’s take the same above example:
Output:
Why output is different than strchr? It is because it started searching from the end of the string and found the first ‘f’ in function instead of ‘of’.
C String function – strstr
It is similar to strchr, except that it searches for string srch_term instead of a single char.
Example of strstr:
Output:
You can also use this function in place of strchr as you are allowed to give single char also in place of search_term string.
Top Related Articles:
About the Author
I have 15 years of experience in the IT industry, working with renowned multinational corporations. Additionally, I have dedicated over a decade to teaching, allowing me to refine my skills in delivering information in a simple and easily understandable manner.
Строковые литералы в Си/Си++
Я, как и любой другой автор, всегда могу упустить интересный момент обсуждаемой темы (что подтвердилось на практике). А потому задаваемый вопрос может закрывать пробел в статье. Ответ на конкретный вопрос, как правило, дать несложно. Сложнее его аккуратно сформулировать так, чтобы ответ являлся законченной частью статьи. Поэтому, как правило, на первых порах я ограничиваюсь конкретным ответом на конкретный вопрос, а в статью временно вставляю ссылку на пост, где был дан ответ. А когда дойдут руки, то вместо ссылки пишу нормальное пояснение. Технические возможности блога не позволяют в комментариях пользоваться широкими возможностями, доступными на форуме (то как выделение текста жирным, вставка фрагментов исходников в удобном для чтения виде и т.п.), поэтому будет удобнее, если вопрос и ответ будут опубликованы на форуме
Любая статья является изложением знаний в общем случае. У многих людей мышление устроено так, что прочтя на форуме конкретный вопрос и конкретный ответ на этот вопрос, у них появится бОльшее понимание, чем после прочтения теоретических выкладок (даже если они подкреплены конкретными примерами). Ссылки на такие обсуждения я, как правило, включаю в последний раздел статьи.
Начинающие, как правило, поиск ответов на свои вопросы ведут именно в форуме, а не в блогах. А потому конкретный вопрос и конкретный ответ для них будет более удобным и полезным именно на форуме. Многие люди умеют работать методом тыка, лишь бы был конкретный пример в качестве образца. А потому такое обсуждение будет им полезным даже без прочтения статьи
Исторически сложилось, что раньше (когда ещё не было блога) статьи располагались на форуме и представлены были в виде двух тем. Первая тема создавалась в специально отведённой свалке и представляла собой черновик, который со временем дорабатывался до законченной статьи. После этого статья переезжала во вторую тему в тематическом разделе. А первая тема оставалась дополнительной свалкой для замечаний и мелких вопросов по теме. Ссылку на старое местоположение данной свалки я помещаю в начале статьи. Вопросы, по возможности, прошу создавать в отдельных темах, но если вопрос действительно мелкий, то можно его задать и в указанной свалке.
- 1. Общие сведения
- 2. Строковой литерал на позиции инициализатора массива char’ов
- 3. Строковой литерал внутри оператора sizeof
- 4. Строковой литерал во всех прочих случаях
- 5. Какие из всего этого следуют выводы
5.1. Хранение больших массивов строк
5.2. Когда можно, а когда нельзя модифицировать строку
5.3. Возврат строки из функции
5.4. Переиспользование памяти под неявные объекты для строк
5.5. Применение оператора [] к строковому литералу - 6. Склеивание строковых литералов компилятором
- 7. Ссылки на темы, где обсуждался данный вопрос
1. Общие сведения
Ещё одна конструкция языков Си и Си++, которая часто приводит в затруднение начинающих — это строковой литерал. Начинающим, как правило, трудно понять, чем принципиально отличаются две следующие конструкции:
Термин "строка" имеет очень много смыслов, с технической стороны различающихся в разных контекстах. В контексте языков типа Бэйсик или Паскаль слово "строка" имеет один смысл, в контексте C’шного заголовочного файла string.h — другой смысл, в контексте C++’ного заголовочного файла string — третий смысл, и т.д. Чтобы не путаться с прочими смыслами, я буду пользоваться техническим термином "строковой литерал", который по смыслу означает "строковая константа". Строковым литералом называется заключённая в двойные кавычки строка.
Семантика строкового литерала в языках C/C++ имеет двоякий смыл и зависит от того, в каком месте кода он (строковой литерал) встретился. И эти два различных случая отражены в вышеидущем примере.
2. Строковой литерал на позиции инициализатора массива char’ов
Первая возможность использования строкового литерала — это инициализация массива char’ов. Данная конструкция возникает только в тех случаях, когда описывается переменная, являющаяся массивом char’ов и через знак "=" написана строка, которая инициализирует данный массив. В таком случае строковой литерал следует трактовать как константный массив-инициализатор, состоящих из элементов типа char. Т.е. запись
ВНИМАНИЕ!
В первом комментарии к статье мне любезно сообщили об ошибке. Поведение для Си и для Си++ немного различается. А потому нижеидущий текст (до конца раздела 2) гарантированно справедлив для языка Си, но требует небольшой доработки для языка Си++
При этом есть один очень хитрый момент, касающийся включения в этот инициализатор элемента ‘\0’. И этот момент иногда вводит в заблуждение даже тех, кто имеет хороший опыт программирования. Если массив задан без указания размера (т.е. с пустыми квадратными скобками), то в инициализатор включается хвостовой символ ‘\0’, как это было указано в вышеидущем примере. Т.е., условно говоря, sizeof от инициализатора (и, соответственно, переменной типа массив) будет равен количеству символов в строке плюс единица. Однако если у массива указан размер, то хвостовой ‘\0’ в инициализатор НЕ включается.
Таким образом, если мы напишем
то такая запись будет эквивалентной
По общим правилам языков C/C++ для инициализации массива в случаях, когда инициализатор имеет меньшее число элементов, чем инициализируемая переменная, хвост инициализатора дописывается нулями соответствующего типа. И в данном случае такую запись можно трактовать как
Хитрость заключается в том, что если мы укажем размер массива равный 3, то хвостового нуля в инициализаторе уже не будет (потому что размер инициализатора совпадает с размером массива). При этом код остаётся абсолютно корректным с точки зрения языка, хотя начинает представлять собой некоторый бардак с точки зрения программиста, который слишком привык к тому, что под строкой подразумевается набор символов с хвостовым нулём.
Если мы напишем такой пример:
то при исполнении на многих компиляторах мы получим код, который при исполнении напечатает нам "abcdefghi". Связано это с тем, что компилятор, как правило, положит три массива "a", "b" и "c" в память подряд друг за другом и таким образом в памяти сформируется набор данных размером 10 байт: ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘f’, ‘g’, ‘h’, ‘i’, ‘\0’. Когда мы подаём в printf указатель на массив "a", то внутри себя функция printf уже не знает ни о каких переменных и будет работать с этим указателем как со строкой: т.е. с набором символов, который заканчивается нулём.
является ошибочной, потому как размер инициализатора больше, чем размер массива.
В случае с инициализацией многомерных массивов char’ов имеем всё ровно то же самое:
Строковые литералы, строки и указатели на строки
К ак показала практика, почти все студенты делают одни и те же ошибки, связанные с работой со строками, строковыми литералами и указателями на строки. Проясним ситуацию.
В данном случае str – это указатель, а «String Literal» – это строковый литерал. Особенность в том, что строковый литерал хранится в Read Only области памяти. Ничего не происходит, когда мы просто читаем значение. Однако указатель не объявлен как const, а это значит, что компилятор позволит изменить значение, на которое ссылается указатель:
Этот код упадёт с ошибкой, так как у нас нет прав на модификацию объекта. Для предотвращения такой ситуации нужно обязательно указывать, что это немодифицируемый объект
Тогда неправильный код не скомпилируется. Теперь второй случай
В данном случае str это модифицируемый объект – массив типа char. «String Literal» — всё также строковый литерал, но в данном случае он копируется в массив. str не просто ссылается на read-only область памяти, он содержит копию строки.
Можно было бы написать и так
Для простоты, например, можно определить такую функцию, которая выделяет память и копирует туда строковый литерал
Единственная проблема – не забыть очистить память.
Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик