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C語言字符串與字符串函數深度解析（上）

編輯：關於C語言

C語言字符串與字符串函數深度解析（上）

字符串是 C 語言中最常用、也是最容易出錯的資料類型之一。徹底理解字符串的本質、存儲方式及標準庫函數的正確用法，是寫出健壯 C 代碼的基石。

什麼是字符串？

**定義**：字符串是以空字符（\0，ASCII 碼 0）結尾的 char 類型數組。

這一定義蘊含三層含義：

字符串**本質是數組**，在記憶體中連續存儲；
數組元素類型為 char（1 字節）；
**必須以 \0 結尾**，標準庫函數（strlen、strcpy、printf("%s") 等）均依賴此終止符判斷邊界。

字符串字面量（字符串常量）

代碼中雙引號括起的序列（如 "Hello"）稱為**字符串字面量**。編譯器會：

在只讀數據段分配空間存儲字符序列及結尾的 \0；
將該字面量的類型視為 const char[]，不可修改內容（嘗試修改導致未定義行為）；
相同字面量在同一編譯單元內可能被合併（編譯器優化）。

字符數組 vs 字符指針

char str1[] = "Hello";  // 棧上數組，可修改內容，大小固定 6 字節
char *str2  = "Hello";  // 指針指向只讀區，不可修改內容，指針本身可改變指向
char *str3  = malloc(6); // 堆上動態分配，可修改、可擴容、需手動 free

核心區別在於**存儲區域**與**可修改性**，這直接影響後續字符串操作函數的安全性。

常用標準庫函數速查（`<string.h>`）

函數	功能	關鍵注意點
`strlen(s)`	計算字符串長度（不含 `\0`）	若無 `\0` 導致越界讀取
`strcpy(dest, src)`	複製字符串（含 `\0`）	不檢查目標空間，極易溢出
`strncpy(dest, src, n)`	最多複製 n 字符	若 src 長度 ≥ n，不自動添加 \0
`strcat(dest, src)`	拼接字符串	同 strcpy，需確保 dest 足夠大
`strncat(dest, src, n)`	最多拼接 n 字符	保證結果以 \0 結尾
`strcmp(s1, s2)`	字典序比較	返回 <0, =0, >0；區分大小寫
`strncmp(s1, s2, n)`	比較前 n 字符
`strchr(s, c)`	查找字符首次出現位置	返回指針或 NULL
`strstr(haystack, needle)`	查找子串	返回指針或 NULL