C语言字符数组详解

字符串的存储方式有字符数组和字符指针，我们先来看看字符数组。

因为字符串是由多个字符组成的序列，所以要想存储一个字符串，可以先把它拆成一个个字符，然后分别对这些字符进行存储，即通过字符数组存储。字符数组是一个数组，且是存储字符的数组，该数组中一个元素存放字符串的一个字符。

字符数组的定义

因为字符数组首先是一个数组，所以前面讲的数组内容通通都适用。其次它是存放字符的数组，即数组的类型是 char 型。比如：

1. char name[10];

表示定义了 10 字节的连续内存空间。

1) 如果字符串的长度大于 10，那么就存在语法错误。这里需要注意的是，这里指的“字符串的长度”包括最后的 '\0'。也就是说，虽然系统会自动在字符串的结尾加 '\0'，但它不会自动为 '\0' 开辟内存空间。所以在定义数组长度的时候一定要考虑 '\0'。

2) 如果字符串的长度小于数组的长度，则只将字符串中的字符赋给数组中前面的元素，剩下的内存空间系统会自动用 \0' 填充。

字符数组的初始化

字符数组的初始化与数组的初始化一样，要么定义时初始化，要么定义后初始化。下面写一个程序来说明这个问题：

# include <stdio.h>
int main(void)
{
    char a[];
    a[] = 'i'; a[] = ' '; a[] = 'l'; a[] = 'o'; a[] = 'v';
//空格字符的单引号内一定要敲空格
    a[] = 'e'; a[] = ' '; a[] = 'y'; a[] = 'o'; a[] = 'u';
//空格字符的单引号内一定要敲空格
    a[] = '\0';
    char b[];
    b[] = 'i'; b[] = ' '; b[] = 'm'; b[] = 'i'; b[] = 's';
//空格字符的单引号内一定要敲空格
    b[] = 's'; b[] = ' '; b[] = 'y'; b[] = 'o'; b[] = 'u';
//空格字符的单引号内一定要敲空格
    char c[] = "i believe you";
    char d[] = {'i', ' ', 'l', 'i', 'k', 'e', ' ', 'y', 'o', 'u','\0'};
//空格字符的单引号内一定要敲空格
    char e[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ' ', 'W', 'o', 'r', 'l', 'd'};
//空格字符的单引号内一定要敲空格
    char f[] = "上课睡觉觉, 下课打闹闹, 考试死翘翘";
    char g[] = "";
    printf("a = %s\n", a);  //输出字符串用%s, 输出参数必须写数组名
    printf("b = %s\n", b);
    printf("c = %s\n", c);
    printf("d = %s\n", d);
    printf("e = %s\n", e);
    printf("f = %s\n", f);
    printf("g = %s\n", g);
    return ;
}

输出结果是：

a = i love you
b = i miss you烫i love you
c = i believe you
d = i like you
e = Hello World蘨 like you
f = 上课睡觉觉, 下课打闹闹, 考试死翘翘
g =
mac下输出：

首先要说明的是，这个程序只有在 .cpp 文件中才能运行，在 .c 文件中会有很多错误。因为我们在前面讲过，C89 标准规定变量的定义只能在程序的开头，或者说定义变量的前面不能有其他非声明或非定义的语句。而 .cpp 文件是编写 C++ 程序的，C++ 向下完全兼容 C，而且它对变量定义的位置没有特殊要求，只要在使用位置之前即可。

数组 a 是先定义后初始化。一方面与以前讲的数值型数组一样，先定义后初始化必须一个一个地进行赋值，不能整体赋值；另一方面与以前讲的数值型数组又不一样，对于字符串，先定义后初始化也可以整体赋值，但是要调用 strcpy 函数，这点稍后再讲。

总之上面这个程序中给数组 a 一个一个进行初始化的方式很麻烦。而且这样写需要注意：前面讲过系统会在字符串的最后自动添加结束标志符 '\0'，但是当一个一个赋值时，系统不会自动添加 '\0'，必须手动添加。如果忘记添加，虽然语法上没有错误，但是程序将无法达到我们想要的功能。数组 b 就是这样的例子。

此外，空格字符必须要在单引号内“敲”一个空格，不能什么都不“敲”，什么都不“敲”就是语法错误。也不能多“敲”，因为一个单引号内只能放一个字符，“敲”多个空格就是多个字符了。

数组b就是最后没有手动添加 '\0' 的例子。程序是希望数组 b 输出“i miss you”，但输出结果是“i miss you烫i love you”。原因就是系统没有在最后添加'\0'。

虽然程序中对数组 b 的长度进行了限制，即长度为 10，但是由于内存单元是连续的，对于字符串，系统只要没有遇到 '\0'，就会认为该字符串还没有结束，就会一直往后找，直到遇到 '\0' 为止。被找过的内存单元都会输出，从而超出定义的 10 字节。

数组 c 是定义时初始化。定义时初始化可以整体赋值。整体赋值有一个明显的优点——方便。定义时初始化可以不用指定数组的长度，而先定义后初始化则必须要指定数组的长度，如数组 a 和数组 b。不用指定数组长度有一个好处：不用人为确定需要多少字节的内存空间，系统会根据初始化的内容自动分配数量正好的内存空间。而且对于数组 c 的写法系统会自动在最后添加结束标志符 '\0'，不需要人为添加。

数组 d 也是定义时初始化，但它既属于整体赋值，也属于一个一个赋值。说它是整体赋值是因为不用写 d[0]、d[1]…而说它是一个一个赋值是因为它把整个句子分成了一个一个的字符。还是数组 c 的写法比较方便，而且对于数组d的写法系统也不会自动在最后添加结束标志符 '\0'，必须人为添加。如果忘记添加就会出现与数组 b 同样的错误。从数组 e 的输出结果可以看出这一点。

数组 f 是存储汉字，汉字不能像数组 a 或数组 d 那样分开一个一个赋值。因为一个汉字占 2 字节，若分开赋值，由于一个单引号内只能放一个字符，即一字节，所以将占 2 字节的汉字放进去当然就出错了。因此如果用字符数组存储汉字的话必须整体赋值，即要么定义时初始化，要么调用 strcpy 函数。

数组 g 初始化为一对双引号，表示该字符数组中 10 个元素的内容都为 '\0'。下面写一个程序验证一下：

# include <stdio.h>
int main(void)
{
    char str[] = "";
    str[] = 'a';
    printf("str = %s\n", str);
    return ;
}

输出结果是：
str =

程序中定义了一个长度为 3 的字符数组，然后给第三个元素赋值为 'a'，然后将整个字符数组输出。但是输出结果什么都没有，原因就是其直接初始化为一对双引号，此时字符数组中所有元素都是 '\0'。所以虽然第三个元素为 'a'，但因为第一个元素为 '\0'，而 '\0' 是字符串的结束标志符，所以无法输出。

需要注意的是，使用此种初始化方式时一定要指定数组的长度，否则默认数组长度为 1。

总结，字符数组与前面讲的数值数组有一个很大的区别，即字符数组可以通过“%s”一次性全部输出，而数值数组只能逐个输出每个元素。