PAT 甲級 1010 在字符串中查找指定字符：strchr 庫函數與手動掃描兩種解法對比

字符查找：從標準庫到手動實現的完整解析

題目要求：輸入一行長度 ≤ 80 的字符串，再輸入一個字符 c，在字符串中查找 c 首次出現的位置。若找到，輸出從該位置到末尾的子串；否則輸出 Not found。區分大小寫。

一、 標準庫函數法（推薦：簡潔、高效、標準）

#include 
#include 

#define MAX 80

int main() {
    char str[MAX + 1];
    char c;
    
    // 讀取整行字符串（含空格）
    fgets(str, sizeof(str), stdin);
    str[strcspn(str, "\n")] = '\0'; // 移除換行符
    
    // 讀取查找字符（跳過可能殘留的換行符）
    scanf(" %c", &c); // 格式串前加空格跳過空白字符
    
    // strchr 返回首次出現位置指針，未找到返回 NULL
    char *pos = strchr(str, c);
    if (pos) {
        puts(pos); // 直接輸出從 pos 到末尾的字符串
    } else {
        printf("Not found\n");
    }
    return 0;
}

關鍵點：scanf(" %c", &c) 中的前導空格會跳過緩衝區中殘留的 \n、空格等空白字符，直接讀取下一個可見字符，避免誤讀換行符。

二、 手動掃描法（教學用：理解指針算術與循環邏輯）

#include 
#include 

#define MAX 80

void find_and_print(char *s, int len, char c) {
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        if (s[i] == c) {
            puts(s + i); // s+i 是第 i 個字符的地址，puts 輸出以此為起始的字符串
            return;
        }
    }
    printf("Not found\n");
}

int main() {
    char str[MAX + 1];
    char c;
    fgets(str, sizeof(str), stdin);
    str[strcspn(str, "\n")] = '\0';
    scanf(" %c", &c);
    find_and_print(str, strlen(str), c);
    return 0;
}

三、 關鍵技術細節深度解析

1. fgets` vs gets` vs scanf("%s")`

2. strchr` 內部原理

// 簡化版實現
char *my_strchr(const char *s, int c) {
    while (*s) {
        if (*s == (char)c) return (char *)s;
        s++;
    }
    return (c == '\0') ? (char *)s : NULL; // 查找 \0 時返回結束符地址
}

3. puts(s+i)` 等價於 printf("%s\n", s+i)`

• puts 自動追加換行符，性能略優於 printf。
• s+i 是指針算術：字符數組名 s 退化為指向首元素指針，+i 偏移 i * sizeof(char) 字節。

4. 大小寫敏感性

題目要求區分大小寫，strchr 和直接比較 == 均區分大小寫（ASCII 碼不同）。若需忽略大小寫，可用 strcasestr (POSIX) 或自行 tolower 比較。

四、 測試用例驗證

五、 進階擴展：查找所有出現位置

void find_all(char *s, char c) {
    int found = 0;
    for (int i = 0; s[i]; i++) {
        if (s[i] == c) {
            printf("位置 %d: %s\n", i, s + i);
            found = 1;
        }
    }
    if (!found) printf("Not found\n");
}

總結：字符串查找是 C 語言基礎操作核心。掌握 fgets 安全讀行、scanf(" %c") 吃掉空白讀字符、strchr 標準庫查找、指針算術 s+i 截取子串、puts 輸出，即可解決所有單字符查找變體。工程中優先使用標準庫，手動循環僅用於教學理解或極特殊定制需求（如查找第 k 次出現）。