Действия со строками в си. Ввод и вывод символьных строк в си

Для Windows Phone 01.08.2019

Работа со строками. Класс string . Конструкторы класса. Функции assign() , append() , insert() , replace() , erase() , find() , rfind() , compare() , c_str() . Примеры

1. Какое назначение класса string в программах на C++?

Класс string предназначен для работы со строками типа char* , которые представляют собой строку с завершающим нулем. Класс string был введенн как альтернативный вариант для работы со строками типа char* . Строки, которые завершаются символом ‘\0’ еще называются C-строками. Поскольку, string есть классом, то можно объявлять объекты этого класса.

2. Какие модули (библиотеки) нужно подключить, чтобы использовать возможности класса string в MS Visual Studio C++?

Чтобы использовать возможности класса string в MS Visual Studio (C++), нужно подключить библиотеку и пространство имен std .

#include using namespace std;
3. Каким образом осуществляется объявление переменной типа string ? Примеры

Объявление переменной типа string осуществляется точно так же как и обычной переменной. Возможный вариант объявления с одновременной инициализацией.

// тип string string s1; // переменная с именем s1 типа string string s2 = "This is a string variable" ; // объявление с инициализацией // использование переменной типа string с оператором присваивания s1 = s2; // s1 = "This is a string variable" s2 = "New text" ;
4. Какие преимущества и недостатки дает использование класса string в сравнении с типом char* ?

Создание нового типа string было обусловлено недостатками работы с строками символов, который демонстрировал тип char* . В сравнении с типом char* тип string имеет следующие основные преимущества:

  • возможность обработки строк стандартными операторами C++ (= , + , = = , <> и т.п.). Как известно, при использовании типа char* даже наиболее простые операции со строками выглядели сложно и требовали написания чрезмерного программного кода;
  • обеспечение лучшей надежности (безопасности) программного кода. Например, при копировании строк, тип string обеспечивает соответствующие действия, которые могут возникнуть в случае, если строка-источник имеет больший размер чем строка-приемник;
  • обеспечение строки, как самостоятельного типа данных. Объявление типа string как строки есть единым для всех переменных в программе, которая обеспечивает непротиворечивость данных.

Основным недостатком типа string в сравнении с типом char* , есть замедленная скорость обработки данных. Это связано с тем, что тип string – это, фактически, контейнерный класс. А работа с классом требует дополнительной реализации программного кода, который, в свою очередь занимает лишнее время.

5. Какие операторы можно использовать с объектами класса string ?

Класс string есть удобен тем, что позволяет удобно манипулировать строками, используя стандартные (перегруженные) операторы.

С объектами класса string можно использовать нижеследующие операторы

  • = – присваивание
  • + – конкатенация (объединение строк)
  • += – присваивание с конкатенацией
  • == – равенство
  • != – неравенство
  • < – меньше
  • <= – меньше или равно
  • > – больше
  • >= – больше или равно
  • – индексация

Пример, который демонстрирует использование вышеприведенных операторов

// тип string, операции над строками string s1 = "s-1" ; string s2 = "s-2" ; string s3; bool b; // операция "=" (присваивание строк) s3 = s1; // s3 = "s-1" // операция "+" - конкатенация строк s3 = s3 + s2; // s3 = "s-1s-2" // операция "+=" - присваивание с конкатенацией s3 = "s-3" ; s3 += "abc" ; // s3 = "s-3abc" // операция "==" - сравнение строк b = s2==s1; // b = false b = s2=="s-2" ; // b = true // операция "!=" - сравнение строк (не равно) s1 = "s1" ; s2 = "s2" ; b = s1 != s2; // b = true // операции "<" и ">" - сравнение строк s1 = "abcd" ; s2 = "de "; b = s1 > s2; // b = false b = s1 < s2; // b = true // операции "<=" и ">=" - сравнение строк (меньше или равно, больше или равно) s1 = "abcd" ; s2 = "ab" ; b = s1 >= s2; // b = true b = s1 <= s2; // b = false b = s2 >= "ab" ; // b = true // операция - индексация char c; s1 = "abcd" ; c = s1; // c = "c" c = s1; // c = "a"
6. Содержит ли класс string конструкторы?

Как и любой класс, класс string имеет ряд конструкторов. Основные из них следующие:

String(); string(const char * str); string(const string & str);

7. Примеры инициализации с помощью конструкторов

Ниже приведены примеры инициализации переменных типа string

String s1("Hello!" ); string s2 = "Hello!" ; // инициализация - конструктор string(const char * str) char * ps = "Hello" ; string s3(ps); // инициализация string s4(s3); // инициализация - конструктор string(const string & str) string s5; // инициализация - конструктор string()

8. Присваивание строк. Функция assign() . Примеры

Чтобы присвоить одну строку другой, можно применить один из двух методов:

  • использовать оператор присваивания ‘=’ ;
  • использовать функцию assign() из класса string .

Функция assign() имеет несколько перегруженных реализаций.

Первый вариант – это вызов функции без параметров

String &assign(void );

В этом случае происходит простое присваивание одной строки другой.

Второй вариант позволяет копировать заданное количество символов из строки:

String &assign(const string & s, size_type st, size_type num);

  • s – объект, из которого берется исходная строка;
  • st – индекс (позиция) в строке, из которой начинается копирование num символов;
  • num – количество символов, которые нужно скопировать из позиции st ;
  • size_type – порядковый тип данных.

Третий вариант функции assign() копирует в вызывающий объект первые num символов строки s :

String & assign(const char * s, size_type num);

  • s – строка, которая завершается символом ‘\0’ ;
  • num – количество символов, которые копируются в вызывающий объект. Копируются первые num символов из строки s .

Ниже приведен пример с разными реализациями функции assign() .

Пример.

// присваивание строк, функция assign() string s1 = "сайт" ; string s2; string s3; char * ps = "сайт" ; s3 = s1; // s3 = "сайт" s2.assign(s1); // s2 = "сайт" s2.assign(s1, 0, 4); // s2 = "best" s2.assign(ps, 8); // s2 = "bestprog"
9. Объединение строк. Функция append() . Пример

Для объединения строк используется функция append() . Для добавления строк также можно использовать операцию ‘+’ , например:

String s1; string s2; s1 = "abc" ; s2 = "def" ; s1 = s1 + s2; // s1 = "abcdef"

Однако, функция append() хорошо подходит, если нужно добавлять часть строки.

Функция имеет следующие варианты реализации:

String &append(const string & s, size_type start); string &append(const char * s, size_type num);

В первом варианте реализации функция получает ссылку на строчный объект s , который добавляется к вызывающему объекту. Во втором варианте реализации функция получает указатель на строку типа const char * , которая завершается символом ‘\0’ .

Пример. Демонстрация работы функции append() .

String s1 = "abcdef" ; s2 = "1234567890" ; append(s2, 3, 4); // s1 = "abcdef4567" char * ps = "1234567890" ; s1 = "abcdef" ; s1.append(ps, 3); // s1 = "abcdef123"

10. Вставка символов в строке. Функция insert() . Пример

Чтобы вставить одну строку в заданную позицию другой строки нужно использовать функцию insert() , которая имеет несколько вариантов реализации.

Первый вариант функции позволяет вставить полностью всю строку s в заданную позицию start вызывающей строки (вызывающего объекта):

String & insert(size_type start, const string &s);

Второй вариант функции позволяет вставить часть (параметры insStart , num ) строки s в заданную позицию start вызывающей строки:

String & insert(size_type start, const string &s, size_type insStart, size_type num);

В вышеприведенных функциях:

  • s – строка, которая вставляется в вызывающую строку;
  • start – позиция в вызывающей строке, из которой осуществляется вставка строки s ;
  • insStart – позиция в строке s , из которой происходит вставка;
  • num – количество символов в строке s , которые вставляются с позиции insStart .
string s1 = "abcdef" ; string s2 = "1234567890" ; s1.insert(3, s2); // s1 = "abc"+"1234567890"+"def"="abc1234567890def" s2.insert(2, s1, 1, 3); // s2 = "12bcd34567890"
11. Замена символов в строке. Функция replace() . Пример

Функция replace() выполняет замену символов в вызывающей строке. Функция имеет следующие варианты реализации:

String &replace(size_type start, size_type num, const string &s); string &replace(size_type start, size_type num, const string &s, size_type replStart, size_type replNum);

В первом варианте реализации вызывающая строка заменяется строкой s . Есть возможность задать позицию (start ) и количество символов (num ) в вызывающей строке, которые нужно заменить строкой s .

Второй вариант функции replace() отличается от первого тем, что позволяет заменять вызывающую строку только частью строки s . В этом случае задаются два дополнительных параметра: позиция replStart и количество символов в строке s , которые образуют подстроку, которая заменяет вызывающую строку.

Пример. Демонстрация работы функции replace() .

String s1 = "abcdef" ; string s2 = "1234567890" ; s2.replace(2, 4, s1); // s2 = "12abcdef7890" s2 = "1234567890" ; s2.replace(3, 2, s1); // s2 = "123abcdef67890" s2 = "1234567890" ; s2.replace(5, 1, s1); // s2 = "12345abcdef7890" // замена символов, функция replace() string s1 = "abcdef" ; string s2 = "1234567890" ; s2.replace(2, 4, s1); // s2 = "12abcdef7890" s2 = "1234567890" ; s2.replace(3, 2, s1); // s2 = "123abcdef67890" s2 = "1234567890" ; s2.replace(5, 1, s1); // s2 = "12345abcdef7890" s2 = "1234567890" ; s2.replace(5, 1, s1, 2, 3); // s2 = "12345cde7890" s2 = "1234567890" ; s2.replace(4, 2, s1, 0, 4); // s2 = "1234abcd7890"

12. Удаление заданного количества символов из строки. Функция erase() . Пример

Для удаления символов из вызывающей строки используется функция erase() :

String & erase(size_type index=0, size_type num = npos);

  • index – индекс (позиция), начиная из которой нужно удалить символы в вызывающей строке;
  • num – количество символов, которые удаляются.

Пример.

String s = "01234567890" ; s.erase(3, 5); // s = "012890" s = "01234567890" ; s.erase(); // s = ""

13. Поиск символа в строке. Функции find() и rfind() . Примеры

В классе string поиск строки в подстроке можно делать двумя способами, которые отличаются направлением поиска:

  • путем просмотра строки от начала до конца с помощью функции find() ;
  • путем просмотра строки от конца к началу функцией rfind() .

Прототип функции find() имеет вид:

Size_type find(const string &s, size_type start = 0) const ;

  • s – подстрока, которая ищется в строке, что вызывает данную функцию. Функция осуществляет поиск первого вхождения строки s . Если подстрока s найдена в строке, что вызвала данную функцию, тогда возвращается позиция первого вхождения. В противном случае возвращается -1;

Прототип функции rfind() имеет вид:

Size_type rfind(const string &s, size_type start = npos) const ;

  • s – подстрока, которая ищется в вызывающей строке. Поиск подстроки в строке осуществляется от конца к началу. Если подстрока s найдена в вызывающей строке, то функция возвращает позицию первого вхождения. В противном случае функция возвращает -1;
  • npos – позиция последнего символа вызывающей строки;
  • start – позиция, из которой осуществляется поиск.

Пример 1. Фрагмент кода, который демонстрирует результат работы функции find()

// тип string, функция find() string s1 = "01234567890" ; string s2 = "345" ; string s3 = "abcd" ; int pos; pos = s1.find(s2); // pos = 3 pos = s1.find(s2, 1); // pos = 3 pos = s1.find("jklmn" , 0); // pos = -1 pos = s1.find(s3); // pos = -1 pos = s2.find(s1); // pos = -1

Пример 2. Демонстрация работы функции rfind() .

// тип string, функции find() и rfind() string s1 = "01234567890" ; string s2 = "345" ; string s3 = "abcd" ; string s4 = "abcd---abcd" ; int pos; pos = s1.rfind(s2); // pos = 3 pos = s1.rfind(s2, 12); // pos = 3 pos = s1.rfind(s2, 3); // pos = 3 pos = s1.rfind(s2, 2); // pos = -1 pos = s2.rfind(s1); // pos = -1 pos = s1.rfind(s3, 0); // pos = -1 // разница между функциями find() и rfind() pos = s4.rfind(s3); // pos = 7 pos = s4.find(s3); // pos = 0
14. Сравнение частей строк. Функция compare() . Пример

Поскольку тип string есть классом, то, чтобы сравнить две строки между собой можно использовать операцию ‘= =’ . Если две строки одинаковы, то результат сравнения будет true . В противном случае, результат сравнения будет false .

Но если нужно сравнить часть одной строки с другой, то для этого предусмотрена функция compare() .

Прототип функции compare() :

int compare(size_type start, size_type num, const string &s) const ;
  • s – строка, которая сравнивается с вызывающей строкой;
  • start – позиция (индекс) в строке s , из которой начинается просмотр символов строки для сравнения;
  • num – количество символов в строке s , которые сравниваются с вызывающей строкой.

Функция работает следующим образом. Если вызывающая строка меньше строки s , то функция возвращает -1 (отрицательное значение). Если вызывающая строка больше строки s , функция возвращает 1 (положительное значение). Если две строки равны, функция возвращает 0.

Пример . Демонстрация работы функции compare() :

// тип string, функция compare() string s1 = "012345" ; string s2 = "0123456789" ; int res; res = s1.compare(s2); // res = -1 res = s1.compare("33333" ); // res = -1 res = s1.compare("012345" ); // res = 0 res = s1.compare("345" ); // res = -1 res = s1.compare(0, 5, s2); // res = -1 res = s2.compare(0, 5, s1); // res = -1 res = s1.compare(0, 5, "012345" ); // res = -1 res = s2.compare(s1); // res = 1 res = s2.compare("456" ); // res = -1 res = s2.compare("000000" ); // res = 1
15. Получение строки с символом конца строки ‘\0’ (char * ). Функция c_str() . Пример

Чтобы получить строку, которая заканчивается символом ‘\0’ используется функция c_str() .

Прототип функции:

const char * c_str() const ;

Функция объявлена с модификатором const . Это означает, что функция не может изменять вызывающий объект (строку).

Пример 1 . Преобразование типа string в const char * .

// тип string, функция c_str() string s = "abcdef" ; const char * ps; ps = s.c_str(); // ps = "abcdef"

Пример 2.

Ниже продемонстрирован перевод строки из string в тип System::String для отображения его в элементе управления типа Label

Хабра, привет!

Не так давно у со мной произошел довольно-таки интересный инцидент, в котором был замешан один из преподавателей одного колледжа информатики.

Разговор о программировании под Linux медленно перешел к тому, что этот человек стал утверждать, что сложность системного программирования на самом деле сильно преувеличена. Что язык Си прост как спичка, собственно как и ядро Linux (с его слов).

У меня был с собой ноутбук с Linux, на котором присутствовал джентльменский набор утилит для разработки на языке Си (gcc, vim, make, valgrind, gdb). Я уже не помню, какую цель мы тогда перед собой поставили, но через пару минут мой оппонент оказался за этим ноутбуком, полностью готовый решать задачу.

И буквально на первых же строках он допустил серьезную ошибку при аллоцировании памяти под… строку.

Char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * strlen(buffer));
buffer - стековая переменная, в которую заносились данные с клавиатуры.

Я думаю, определенно найдутся люди, которые спросят: «Разве что-то тут может быть не так?».
Поверьте, может.

А что именно - читайте по катом.

Немного теории - своеобразный ЛикБез.

Если знаете - листайте до следующего хэдера.

Строка в C - это массив символов, который по-хорошему всегда должен заканчиваться "\0" - символом конца строки. Строки на стеке (статичные) объявляются вот так:

Char str[n] = { 0 };
n - размер массива символов, то же, что и длина строки.

Присваивание { 0 } - «зануление» строки (опционально, объявлять можно и без него). Результат такой же, как у выполнения функций memset(str, 0, sizeof(str)) и bzero(str, sizeof(str)). Используется, чтобы в неинициализированных переменных не валялся мусор.

Так же на стеке можно сразу проинициализировать строку:

Char buf = "default buffer text\n";
Помимо этого строку можно объявить указателем и выделить под нее память на куче (heap):

Char *str = malloc(size);
size - количество байт, которые мы выделяем под строку. Такие строки называются динамическими (вследствие того, что нужный размер вычисляется динамически + выделенный размер памяти можно в любой момент увеличить с помощью функции realloc()).

В случае со стековой переменной, для определения размера массива я использовал обозначение n, в случае с переменной на куче - я использовал обозначение size. И это прекрасно отражает истинную суть отличия объявления на стеке от объявление с аллоцированием памяти на куче, ведь n как правило используется тогда, когда говорят о количестве элементов. А size - это уже совсем другая история…

Нам поможет valgrind

В своей предыдущей статье я также упоминал о нем. Valgrind ( , два - небольшой how-to) - очень полезная программа, которая помогает программисту отслеживать утечки памяти и ошибки контекста - как раз те вещи, которые чаще всего всплывают при работе со строками.

Давайте рассмотрим небольшой листинг, в котором реализовано что-то похожее на упомянутую мной программу, и прогоним ее через valgrind:

#include #include #include #define HELLO_STRING "Hello, Habr!\n" void main() { char *str = malloc(sizeof(char) * strlen(HELLO_STRING)); strcpy(str, HELLO_STRING); printf("->\t%s", str); free(str); }
И, собственно, результат работы программы:

$ gcc main.c $ ./a.out -> Hello, Habr!
Пока ничего необычного. А теперь давайте запустим эту программу с valgrind!

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out ==3892== Memcheck, a memory error detector ==3892== Copyright (C) 2002-2015, and GNU GPL"d, by Julian Seward et al. ==3892== Using Valgrind-3.12.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==3892== Command: ./a.out ==3892== ==3892== Invalid write of size 2 ==3892== at 0x4005B4: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== Address 0x520004c is 12 bytes inside a block of size 13 alloc"d ==3892== at 0x4C2DB9D: malloc (vg_replace_malloc.c:299) ==3892== by 0x400597: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== ==3892== Invalid read of size 1 ==3892== at 0x4C30BC4: strlen (vg_replace_strmem.c:454) ==3892== by 0x4E89AD0: vfprintf (in /usr/lib64/libc-2.24.so) ==3892== by 0x4E90718: printf (in /usr/lib64/libc-2.24.so) ==3892== by 0x4005CF: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== Address 0x520004d is 0 bytes after a block of size 13 alloc"d ==3892== at 0x4C2DB9D: malloc (vg_replace_malloc.c:299) ==3892== by 0x400597: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== -> Hello, Habr! ==3892== ==3892== HEAP SUMMARY: ==3892== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3892== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,037 bytes allocated ==3892== ==3892== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==3892== ==3892== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
==3892== All heap blocks were freed - no leaks are possible - утечек нет, и это радует. Но стоит опустить глаза чуть пониже (хотя, хочу заметить, это лишь итог, основная информация немного в другом месте):

==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
3 ошибки. В 2х контекстах. В такой простой программе. Как!?

Да очень просто. Весь «прикол» в том, что функция strlen не учитывает символ конца строки - "\0". Даже если его явно указать во входящей строке (#define HELLO_STRING «Hello, Habr!\n\0»), он будет проигнорирован.

Чуть выше результата исполнения программы, строки -> Hello, Habr! есть подробный отчет, что и где не понравилось нашему драгоценному valgrind. Предлагаю самостоятельно посмотреть эти строчки и сделать выводы.

Собственно, правильная версия программы будет выглядеть так:

#include #include #include #define HELLO_STRING "Hello, Habr!\n" void main() { char *str = malloc(sizeof(char) * (strlen(HELLO_STRING) + 1)); strcpy(str, HELLO_STRING); printf("->\t%s", str); free(str); }
Пропускаем через valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==3435== ==3435== HEAP SUMMARY: ==3435== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3435== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,038 bytes allocated ==3435== ==3435== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==3435== ==3435== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==3435== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Отлично. Ошибок нет, +1 байт выделяемой памяти помог решить проблему.

Что интересно, в большинстве случаев и первая и вторая программа будут работать одинаково, но если память, выделенная под строку, в которую не влез символ окончания, не была занулена, то функция printf(), при выводе такой строки, выведет и весь мусор после этой строки - будет выведено все, пока на пути printf() не встанет символ окончания строки.

Однако, знаете, (strlen(str) + 1) - такое себе решение. Перед нами встают 2 проблемы:

  1. А если нам надо выделить память под формируемую с помощью, например, s(n)printf(..) строку? Аргументы мы не поддерживаем.
  2. Внешний вид. Строка с объявлением переменной выглядит просто ужасно. Некоторые ребята к malloc еще и (char *) умудряются прикручивать, будто под плюсами пишут. В программе где регулярно требуется обрабатывать строки есть смысл найти более изящное решение.
Давайте придумаем такое решение, которое удовлетворит и нас, и valgrind.

snprintf()

int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...); - функция - расширение sprintf, которая форматирует строку и записывает ее по указателю, переданному в качестве первого аргумента. От sprintf() она отличается тем, что в str не будет записано байт больше, чем указано в size.

Функция имеет одну интересную особенность - она в любом случае возвращает размер формируемой строки (без учета символа конца строки). Если строка пустая, то возвращается 0.

Одна из описанных мною проблем использования strlen связана с функциями sprintf() и snprintf(). Предположим, что нам надо что-то записать в строку str. Конечная строка содержит значения других переменных. Наша запись должна быть примерно такой:

Char * str = /* тут аллоцируем память */; sprintf(str, "Hello, %s\n", "Habr!");
Встает вопрос: как определить, сколько памяти надо выделить под строку str?

Char * str = malloc(sizeof(char) * (strlen(str, "Hello, %s\n", "Habr!") + 1)); - не прокатит. Прототип функции strlen() выглядит так:

#include size_t strlen(const char *s);
const char *s не подразумевает, что передаваемая в s строка может быть строкой формата с переменным количеством аргументов.

Тут нам поможет то полезное свойство функции snprintf(), о котором я говорил выше. Давайте посмотрим на код следующей программы:

#include #include #include void main() { /* Т.к. snprintf() не учитывает символ конца строки, прибавляем его размер к результату */ size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, "Hello, %s!\n", "Habr") + sizeof("\0"); char *str = malloc(needed_mem); snprintf(str, needed_mem, "Hello, %s!\n", "Habr"); printf("->\t%s", str); free(str); }
Запускаем программу в valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==4132== ==4132== HEAP SUMMARY: ==4132== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==4132== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,041 bytes allocated ==4132== ==4132== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==4132== ==4132== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==4132== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0) $
Отлично. Поддержка аргументов у нас есть. Благодаря тому, что мы в качестве второго аргумента в функцию snprintf() передаем ноль, запись по нулевому указателю никогда не приведет к Seagfault. Однако, несмотря на это функция все равно вернет необходимый под строку размер.

Но с другой стороны, нам пришлось завести дополнительную переменную, да и конструкция

Size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, "Hello, %s!\n", "Habr") + sizeof("\0");
выглядит еще хуже, чем в случае с strlen().

Вообще, + sizeof("\0") можно убрать, если в конце строки формата явно указать "\0" (size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, «Hello, %s!\n\0 », «Habr»);), но это возможно отнюдь не всегда (в зависимости от механизма обработки строк мы можем выделить лишний байт).

Надо что-то сделать. Я немного подумал и решил, что сейчас настал час воззвать к мудрости древних. Опишем макрофункцию, которая будет вызывать snprintf() с нулевым указателем в качестве первого аргумента, и нулем, в качестве второго. Да и про конец строки не забудем!

#define strsize(args...) snprintf(NULL, 0, args) + sizeof("\0")
Да, возможно, для кого-то будет новостью, но макросы в си поддерживают переменное количество аргументов, и троеточие говорит препроцессору о том, что указанному аргументу макрофункции (в нашем случае это args) соответствует несколько реальных аргументов.

Проверим наше решение на практике:

#include #include #include #define strsize(args...) snprintf(NULL, 0, args) + sizeof("\0") void main() { char *str = malloc(strsize("Hello, %s\n", "Habr!")); sprintf(str, "Hello, %s\n", "Habr!"); printf("->\t%s", str); free(str); }
Запускаем с valgrund:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==6432== ==6432== HEAP SUMMARY: ==6432== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==6432== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,041 bytes allocated ==6432== ==6432== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==6432== ==6432== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==6432== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Да, ошибок нет. Все корректно. И valgrind доволен, и программист наконец может пойти поспать.

Но, напоследок, скажу еще кое-что. В случае, если нам надо выделить память под какую-либо строку (даже с аргументами) есть уже полностью рабочее готовое решение .

Речь идет о функции asprintf:

#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include int asprintf(char **strp, const char *fmt, ...);
В качестве первого аргумента она принимает указатель на строку (**strp) и аллоцирует память по разыменованному указателю.

Наша программа, написанная с использованием asprintf() будет выглядеть так:

#include #include #include void main() { char *str; asprintf(&str, "Hello, %s!\n", "Habr"); printf("->\t%s", str); free(str); }
И, собственно, в valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==6674== ==6674== HEAP SUMMARY: ==6674== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==6674== total heap usage: 3 allocs, 3 frees, 1,138 bytes allocated ==6674== ==6674== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==6674== ==6674== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==6674== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Все отлично, но, как видите, памяти всего было выделено больше, да и alloc"ов теперь три, а не два. На слабых встраиваемых системах использование это функции нежелательно.
К тому же, если мы напишем в консоли man asprintf, то увидим:

CONFORMING TO These functions are GNU extensions, not in C or POSIX. They are also available under *BSD. The FreeBSD implementation sets strp to NULL on error.

Отсюда ясно, что данная функция доступна только в исходниках GNU.

Заключение

В заключение я хочу сказать, что работа со строками в C - это очень сложная тема, которая имеет ряд нюансов. Например, для написания «безопасного» кода при динамическом выделении памяти рекомендуется все же использовать функцию calloc() вместо malloc() - calloc забивает выделяемую память нулями. Ну или после выделения памяти использовать функцию memset(). Иначе мусор, который изначально лежал на выделяемом участке памяти, может вызвать вопросы при дебаге, а иногда и при работе со строкой.

Больше половины моих знакомых си-программистов (большинство из них - начинающие), решивших по моей просьбе задачу с выделением памяти под строки, сделали это так, что в конечном итоге это привело к ошибкам контекста. В одном случае - даже к утечке памяти (ну, забыл человек сделать free(str), с кем не бывает). Собственно говоря, это и сподвигло меня на создание сего творения, которое вы только что прочитали.

Я надеюсь, кому-то эта статья будет полезной. К чему я это все городил - никакой язык не бывает прост. Везде есть свои тонкости. И чем больше тонкостей языка вы знаете, тем лучше ваш код.

Я верю, что после прочтения этой статьи ваш код станет чуточку лучше:)
Удачи, Хабр!

Библиотека функций языков С и C++ включает богатый набор функций обработки строк и символов. Строковые функции работают с символьными массивами, завершающимися нулевыми символами. В языке С для использования строковых функций необходимо включить в начало модуля программы заголовочный файл , а для символьных - заголовочный файл . В языке C++ для работы со строковыми и символьными функциями используются заголовки и соответственно. В этой главе для простоты изложения используются имена С-заголовков.

Поскольку в языках С и C++ при выполнении операций с массивами не предусмотрен автоматический контроль нарушения их границ, вся ответственность за переполнение массивов ложится на плечи программиста. Пренебрежение этими тонкостями может привести программу к аварийному отказу.

В языках С и C++ печатаемыми являются символы, отображаемые на терминале. В ASCII-средах они расположены между пробелом(0x20) и тильдой(OxFE). Управляющие символы имеют значения, лежащие в диапазоне между нулем и Ox1F; к ним также относится символ DEL(Ox7F).

Исторически сложилось так, что аргументами символьных функций являются целые значения, из которых используется только младший байт. Символьные функции автоматически преобразуют свои аргументы в тип unsigned char. Безусловно, вы вольны вызывать эти функции с символьными аргументами, поскольку символы автоматически возводятся в ранг целых в момент вызова функции.

В заголовке определен тип size_t, который является результатом применения оператора sizeof и представляет собой разновидность целого без знака.

В версии С99 к некоторым параметрам нескольких функций, первоначально определенных в версии С89, добавлен квалификатор restrict. При рассмотрении каждой такой функции будет приведен ее прототип, используемый в среде С89(а также в среде C++), а параметры с атрибутом restrict будут отмечены в описании этой функции.

Список функций

Проверка на принадлежность

isalnum - Проверка на принадлежность символа к алфавитно-цифровым
isalpha - Проверка на принадлежность символа к буквам
isblank - Проверка пустого символа
iscntrl - Проверка на принадлежность символа к управляющим
isdigit - Проверка на принадлежность символа к цифровым
isgraph - Проверка на принадлежность символа к печатным но не к пробелу
islower - Проверка на принадлежность символа к строчным
isprint - Проверка на принадлежность символа к печатным
ispunct - Проверка на принадлежность символа к знакам пунктуации
isspace - Проверка на принадлежность символа к пробельным
isupper - Проверка на принадлежность символа к прописным
isxdigit - Проверка на принадлежность символа к шестнадцатеричным

Работа с символьными массивами

memchr - Просматривает массив чтобы отыскать первое вхождение символа
memcmp - Сравнивает определённое количество символов в двух массивах
memcpy - Копирует символы из одного массива в другой
memmove - Копирует символы из одного массива в другой с учётом перекрытия массивов
memset - Заполняет определённое количество символов массива заданным

Манипуляции над строками

strcat - Присоединяет копию одной строки к заданной
strchr - Возвращает указатель на первое вхождение младшего байта заданного параметра
strcmp - Сравнивает в лексикографическом порядке две строки
strcoll - Сравнивает одну строку с другой в соответствии с параметром setlocale
strcpy - Копирует содержимое одной строки в другую
strcspn - Возвращает строку в которой отсутствуют заданные символы
strerror - Возвращает указатель на строку содержащую системное сообщение об ошибке
strlen - Возвращает длину строки с завершающим нулевым символом

Последнее обновление: 31.10.2015

Конкатенация

Конкатенация строк или объединение может производиться как с помощью операции + , так и с помощью метода Concat:

String s1 = "hello"; string s2 = "world"; string s3 = s1 + " " + s2; // результат: строка "hello world" string s4 = String.Concat(s3, "!!!"); // результат: строка "hello world!!!" Console.WriteLine(s4);

Метод Concat является статическим методом класса String, принимающим в качестве параметров две строки. Также имеются другие версии метода, принимающие другое количество параметров.

Для объединения строк также может использоваться метод Join:

String s5 = "apple"; string s6 = "a day"; string s7 = "keeps"; string s8 = "a doctor"; string s9 = "away"; string values = new string { s5, s6, s7, s8, s9 }; String s10 = String.Join(" ", values); // результат: строка "apple a day keeps a doctor away"

Метод Join также является статическим. Использованная выше версия метода получает два параметра: строку-разделитель (в данном случае пробел) и массив строк, которые будут соединяться и разделяться разделителем.

Сравнение строк

Для сравнения строк применяется статический метод Compare:

String s1 = "hello"; string s2 = "world"; int result = String.Compare(s1, s2); if (result<0) { Console.WriteLine("Строка s1 перед строкой s2"); } else if (result > 0) { Console.WriteLine("Строка s1 стоит после строки s2"); } else { Console.WriteLine("Строки s1 и s2 идентичны"); } // результатом будет "Строка s1 перед строкой s2"

Данная версия метода Compare принимает две строки и возвращает число. Если первая строка по алфавиту стоит выше второй, то возвращается число меньше нуля. В противном случае возвращается число больше нуля. И третий случай - если строки равны, то возвращается число 0.

В данном случае так как символ h по алфавиту стоит выше символа w, то и первая строка будет стоять выше.

Поиск в строке

С помощью метода IndexOf мы можем определить индекс первого вхождения отдельного символа или подстроки в строке:

String s1 = "hello world"; char ch = "o"; int indexOfChar = s1.IndexOf(ch); // равно 4 Console.WriteLine(indexOfChar); string subString = "wor"; int indexOfSubstring = s1.IndexOf(subString); // равно 6 Console.WriteLine(indexOfSubstring);

Подобным образом действует метод LastIndexOf , только находит индекс последнего вхождения символа или подстроки в строку.

Еще одна группа методов позволяет узнать начинается или заканчивается ли строка на определенную подстроку. Для этого предназначены методы StartsWith и EndsWith . Например, у нас есть задача удалить из папки все файлы с расширением exe:

String path = @"C:\SomeDir"; string files = Directory.GetFiles(path); for (int i = 0; i < files.Length; i++) { if(files[i].EndsWith(".exe")) File.Delete(files[i]); }

Разделение строк

С помощью функции Split мы можем разделить строку на массив подстрок. В качестве параметра функция Split принимает массив символов или строк, которые и будут служить разделителями. Например, подсчитаем количество слов в сроке, разделив ее по пробельным символам:

String text = "И поэтому все так произошло"; string words = text.Split(new char { " " }); foreach (string s in words) { Console.WriteLine(s); }

Это не лучший способ разделения по пробелам, так как во входной строке у нас могло бы быть несколько подряд идущих пробелов и в итоговый массив также бы попадали пробелы, поэтому лучше использовать другую версию метода:

String words = text.Split(new char { " " }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);

Второй параметр StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries говорит, что надо удалить все пустые подстроки.

Обрезка строки

Для обрезки начальных или концевых символов используется функция Trim:

String text = " hello world "; text = text.Trim(); // результат "hello world" text = text.Trim(new char { "d", "h" }); // результат "ello worl"

Функция Trim без параметров обрезает начальные и конечные пробелы и возвращает обрезанную строку. Чтобы явным образом указать, какие начальные и конечные символы следует обрезать, мы можем передать в функцию массив этих символов.

Эта функция имеет частичные аналоги: функция TrimStart обрезает начальные символы, а функция TrimEnd обрезает конечные символы.

Обрезать определенную часть строки позволяет функция Substring :

String text = "Хороший день"; // обрезаем начиная с третьего символа text = text.Substring(2); // результат "роший день" Console.WriteLine(text); // обрезаем сначала до последних двух символов text = text.Substring(0, text.Length - 2); // результат "роший де" Console.WriteLine(text);

Функция Substring также возвращает обрезанную строку. В качестве параметра первая использованная версия применяет индекс, начиная с которого надо обрезать строку. Вторая версия применяет два параметра - индекс начала обрезки и длину вырезаемой части строки.

Вставка

Для вставки одной строки в другую применяется функция Insert:

String text = "Хороший день"; string subString = "замечательный "; text = text.Insert(8, subString); Console.WriteLine(text);

Первым параметром в функции Insert является индекс, по которому надо вставлять подстроку, а второй параметр - собственно подстрока.

Удаление строк

Удалить часть строки помогает метод Remove:

String text = "Хороший день"; // индекс последнего символа int ind = text.Length - 1; // вырезаем последний символ text = text.Remove(ind); Console.WriteLine(text); // вырезаем первые два символа text = text.Remove(0, 2);

Первая версия метода Remove принимает индекс в строке, начиная с которого надо удалить все символы. Вторая версия принимает еще один параметр - сколько символов надо удалить.

Замена

Чтобы заменить один символ или подстроку на другую, применяется метод Replace :

String text = "хороший день"; text = text.Replace("хороший", "плохой"); Console.WriteLine(text); text = text.Replace("о", ""); Console.WriteLine(text);

Во втором случае применения функции Replace строка из одного символа "о" заменяется на пустую строку, то есть фактически удаляется из текста. Подобным способом легко удалять какой-то определенный текст в строках.

Смена регистра

Для приведения строки к верхнему и нижнему регистру используются соответственно функции ToUpper() и ToLower() :

String hello = "Hello world!"; Console.WriteLine(hello.ToLower()); // hello world! Console.WriteLine(hello.ToUpper()); // HELLO WORLD!

Объявление строк

Строка в языке Си представляет собой одномерный массив символов, последним элементом которой является символ конца строки – нуль (строка, завершающаяся нулем, то есть NULL terminated string).

Объявление переменной типа строка в языке Си возможно тремя способами, два из которых инициализируют строку во время объявления.

Первый способ:

Объявления массива символов (не забудьте добавить место для завершающего нуля):

Char s;

Второй способ:

Присвоить строковой переменной начальное значение (при этом длину строки компилятор может вычислить сам):

Char s = "Пример инициализации строки";

Справа от знака присваивания записана строковая константа. В конце строки автоматически добавляется ноль (‘\0’). Константы символьных строк помещаются в класс статической памяти.

Третий способ:

Неявное указание, что используется массив. В левой части от знака присваивания указывается указатель на символ:

Char *s="Второй вариант инициализации";

Переменная s будет указателем на то место в оперативной памяти, где располагается строковая константа. В такой форме записи кроется потенциальная ошибка, заключающаяся в том, что указатель на символ часто называют строкой. Представленная ниже запись – это только указатель на символ, так как для размещения строки место не предусмотрено:

Char *s;

Ввод строки со стандартного устройства ввода (клавиатуры)

Для работы со строками есть набор функций. Для ввода со стандартного устройства ввода (клавиатуры) чаще всего используются библиотечные функциями из модуля стандартного ввода-вывода: scanf и gets .

Для ввода строки с помощью функции scanf , использует формат «%s » , причем обратите внимание на то, что перед идентификатором строки не используется знак адреса «& » , так как одномерный массив уже представлен указателем на его начало:

Scanf("%s", s);

Функция gets() считывает символы до тех пор, пока не достигнет символа перехода на новую строку. Функция принимает все символы вплоть до символа перевода строки, но не включает его. К концу строки добавляется завершающий ноль (‘\0’). Функция gets() помещает считанную с клавиатуры последовательность символов в параметр типа строка и возвращает указатель на эту строку (если операция завершилась успешно), или NULL (в случае ошибки). В приведенном ниже примере при успешном завершении операции, на экран будет выведено две одинаковые строки:

#include int main() { char s; char *p; p=gets(s); printf(" \n Введена строка %s. ",s); if (p) printf(" \n Введена строка %s. ",p); return 0; }

Попутно заметим, что функция gets часто используется для ввода лю-бых данных с клавиатуры в виде строки с целью дальнейшего преобразования функцией sscanf к нужному формату или для предварительного анализа вводимых данных, например:

#include #include #include int main() { char s; int x, err; do { printf(" \n Введите целое число -> "); gets(s); err=sscanf(s, "%d",&x); if (err!=1) printf(" \n Ошибка ввода. "); } while (err!=1); printf("\n Введено целое число -> %d", x); return 0; }

Вывод строк на стандартное устройство вывода (экран монитора)

Для вывода строк на стандартное устройство вывода (экран монитора) можно использовать две функции printf и puts . В функции printf в качестве формата передается «%s». Удобство использования этой функции заключается в том, что помимо строки можно сразу выводит данные других типов. Особенность функции puts заключается в том, что после вывода строки автоматически происходит переход на следующую строку.

Функции для работы со строками

Для преобразования строк в языке Си предусмотрена библиотека string. Каждая из функций имеет свой формат записи (прототип).

Наиболее используемые функции рассмотрены в этой статье. — читать

Пример программ(листинг) работающей со строками



Рекомендуем почитать