C&C++ 字符串与指针
本篇博客是对educoder相关实训知识的汇总
前言
指针是 C 语言中的一个重要概念，也是 C 语言的一个重要特色。在 C 语言中，指针被广泛使用，它和数组、字符串、函数间数据的传递等有着密不可分的联系。可以说，没有掌握指针就没有掌握 C 语言的精华。
指针可以对内存中各种类型的数据进行快速、直接的处理，也可以为函数间的数据传递提供简洁、便利的方法。正确熟练地使用指针有利于编写高效的程序，但指针使用不当也容易导致严重错误。指针很灵活，也很危险。
一、定义指针变量
指针变量（简称指针）就是存放地址的变量。其声明形式与一般变量声明相比只是在变量名前多一个星号*，接下来看两个例子。
例1：
int *p;该例中声明了变量 p 为指向整型值的指针（即变量 p 中可以存放某个整型变量的地址）。这里的*在声明语句中，是指针说明符，表示声明的变量是指针变量。
例2：
float *xPtr, *yPtr, f;该例子中声明了两个指向浮点型值的指针 xPtr 和 yPtr 以及一个浮点型变量 f 。
二、指针的性质
① 指针可以赋值为 NULL 或某个地址。具有值 NULL 的指针不指向任何地址；
② 指针是具有特定属性的地址。光有地址只是知道数据存储在内存的某个位置，但怎么访问该位置的数据（即访问多少位，以什么方式访问）还需要指针类型来明确；
例如：使用 int 类型的指针访问其所指向的数据时，会一次性读取32位（ int 类型的数据是32位），并使用整型数据的格式访问该数据。所以指针不仅仅是一个地址，还必须有特定的属性（类型）。
③ 数组名可以看成是一个特殊的地址，首先数组名是地址（数组的首地址），其次数组名有属性（数组元素的类型），所以可以把数组名赋值给同类型的指针变量。
例如：
char s[10] = "China";
char *sptr = s;第二条语句赋值后 sptr 拥有和 s 同样的值，即数组的首地址，也就是存储字符‘C’的单元的地址。
④ 要访问指针所指向的单元可以使用间接引用运算符*（不同于前面声明语句中的*，这里的*在表达式中，是运算符），*也被称为复引用运算符，它返回其操作数（指针）所指向的对象；
例如：
char s[10] = "China";
char *sptr = s;
cout << *sptr;将输出指针 sptr 所指的单元中存储的字符（因为 sptr 是 char 类型的指针），也就是输出字符‘C’。
⑤ 可以通过指针的复引用修改指针所指向的单元；
例如：
char s[10] = "China";
char *sptr = s;
*sptr = 'c';上述代码会将该存储单元中大写字符的‘C’修改为小写字符的‘c’。
请注意前面代码的输出语句和下面的代码语句的区别：
char s[10] = "China";
char *sptr = s;
cout << sptr;这条语句将输出字符串“China”。之前学习字符数组时应该知道，语句cout << s;会输出数组 s 中存储的整个字符串，实际上 C++ 在使用 cout 输出 char 类型指针时，不是输出字符指针的值（地址），而是输出从该地址开始的字符串（逐个输出一个个字符，直到碰到 '\0' 为止）。所以cout << sptr;和cout << s;的作用一样，都是输出字符串“China”。
⑥ 访问一个字符串一般也是使用该字符串的首字符的地址；
⑦ 指针也可以参与算术运算。指针加上或减去一个整数 n，其运算结果是指向指针当前指向变量的后方或前方的第 n 个变量。
例如：
之前 sptr 指向字符‘C’的存储单元，执行语句sptr++;后 sptr 则指向字符‘h’的存储单元。如下语句：
while(*sptr != '\0') sptr++;则可以使指针 sptr 指向该字符串后面的 '\0'。
如果要输出字符串中的部分内容，也可以通过修改指针实现，如：
char s[10] = "China"; char *sptr = s; sptr++; cout << sptr;上述代码执行语句sptr++;后，指针 sptr 指向了字符 'h' 的存储单元，此时cout << sptr;输出的是 sptr 指向的字符串，即“hina”。
⑧ 同类型的两个指针可以参与各种关系运算，其结果可以反映两指针所指向的地址之间的位置前后关系。
例如：
int a[10]; int *p = a, *q = &a[1]; if(p > q) cout << "p>q" << endl; else cout << "p<=q" << endl;上述代码中指针 p 中存放的是 a 的值，也就是 a[0] 的地址，q 中存放的是 a[1] 的地址，而数组元素是按序连续存储的，所以 q 的值要比 p 的值大，程序输出p<=q。
三、用指针传递参数
C 和 C++ 函数调用的参数传递方式有两种：传值和传引用。
- 传值只是值的传递，被调用函数则无法修改实在参数的值；
- 传引用则是实参和形参共享实在参数的存储单元，所以被调用函数可以通过修改形参来修改实参的值。
如果采用传值的方式传递指针值，可以实现类似于传引用的效果。
例如：
#include
using namespace std;
// 函数inc：将p指向的整数值加
// 参数：p-int类型指针，指向要加的整数
void inc(int * p)
{
(*p)++; // *p 访问 p 指向的单元，++ 将该单元的数据加
// 注意不能是 *p++, 因为 * 和 ++ 优先级相同，且右结合，这种写法修改的是 p 的值，而不是 *p 的值
}
int main()
{
int a = 10;
inc(&a); // 调用 inc 函数，修改 a 的值（传递的是 a 的地址）
cout << a << endl; // 输出 a 的值
return 0;
} 上述程序的输出为11，其中被调用函数 inc 只修改了 main 函数中的局部变量 a 的值，但并没有修改实参的值（实参是&a，即 a 的地址依然没变）。
四、字符串操作函数
C 和 C++ 提供了一系列操作字符串的函数，要使用这些函数只要在代码的头文件部分包含 string.h 即可。
常用的字符串处理函数见下表：
| 函数原型 |
函数功能 |
| char * strcpy(char *dest,const char *src) |
将字符串 src 复制到 dest |
| char * strcat(char *dest,const char *src) |
将字符串 src 添加到 dest 末尾 |
| char * strchr(const char *s,int c) |
检索并返回字符 c 在字符串 s 中第一次出现的位置 |
| int strcmp(const char *s1,const char *s2) |
比较字符串 s1 与 s2 的大小，若 s1 串大于 s2 串则返回一个大于 0 的值；若 s1 串等于 s2 串则返回值为 0；若 s1 串小于 s2 串则返回一个小于 0 的值。 |
| size_t strlen(const char *s) |
返回字符串 s 的长度 |
| char * strncat(char *dest,const char *src,size_t n) |
将字符串 src 中最多 n 个字符复制到字符串 dest 中 |
| int strncmp(const char *s1,const char *s2,size_t n) |
比较字符串 s1 与 s2 中前 n 个字符 |
| char * strncpy(char *dest,const char *src,zise_t n) |
复制 src 中的前 n 个字符到 dest 中 |
| char * strstr(const char *s1,const char *s2) |
扫描字符串 s1，并返回第一次出现 s2 的位置 |
| char * strtok(char *s1,const char *s2) |
检索字符串 s1，该字符串 s1 是由字符串 s2 中定义的定界符所分隔 |
strstr 函数
在一个长串中查找子串可以使用strstr函数，该函数的函数原型为：
char* strstr(const char* s1, const char* s2);该函数从 s1 所指字符串中第一个字符起，顺序向后查找出与 s2 所指字符串相同的子串，若查找成功则返回该子串首次出现的首地址，否则返回 NULL。
例如：
char *a="abcdeabcde";
char *b="bcd";
cout<该程序输出结果为“bcdeabcde”，因为strstr(a, b)的返回值为“bcd”在“abcdeabcde”中第一次出现的首地址，所以用 cout 输出时，从该位置的字符开始，逐个输出直到 '\0'，即字符串“bcdeabcde”。
当然，查找子串时，也可以从长串的某个位置开始。
例如：
char *a="abcdeabcde";
char *b="bcd";
cout<该程序的输出为“bcde”。因为a+4得到一个新地址，即 a 指向的字符串中第一个字符‘e’的地址，从该位置开始查找 b 指向的字符串‘bcd’，得到从字符‘e’开始的第一个“bcd”出现的地址，然后用 cout 输出该地址开始的字符串，即“bcde”。
值得注意的是，在实际运用该函数过程中，总是出现错误，几经debug，最终明确了其const char* 的重要意义：在调用该函数时（尤其实在循环中调用），未结束对该函数的调用之前，不能改变其参数的值！包括下面的strlen函数在内，存在const限定的函数调用，都应该避免此情形。
strlen 函数
另外，下次从什么地方开始查找子串？应该是上次找到子串的开始位置加上子串的长度。其中，函数strlen可以计算字符串的长度，其函数原型为：
int strlen(const char *s);函数 strlen 只有一个参数 s，它是一个字符指针，代表了一个字符串，函数计算 s 指向字符串的长度并返回。
例如：
char *a="x";
char *b="Hello world!";
cout<substr函数
用于截取子字符串。
形式 ： s.substr(pos, len)
返回值： string，包含s中从pos开始的len个字符的拷贝（pos的默认值是0，len的默认值是s.size() - pos，即不加参数会默认拷贝整个s）
异常 ：若pos的值超过了string的大小，则substr函数会抛出一个out_of_range异常；若pos+n的值超过了string的大小，则substr会调整n的值，只拷贝到string的末尾
总结
指针用的好可以让程序清晰高效，用的差晦涩冗杂，正如开篇语所言：指针很危险，也很灵活。而没有掌握指针，也就没有掌握 C 语言的精华。
substr函数部分借鉴于CSDN博主「哦啦哦啦！」的原创文章，于此处声明。