C++数组（三）（算法竞赛）

散峰而望2025-11-27 13:31

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文章目录

  • 前言
  • [3. 字符数组](#3. 字符数组)
    • [3.1 字符数组介绍](#3.1 字符数组介绍)
      • [3.1.1 字符数组的初始化](#3.1.1 字符数组的初始化)
      • [3.1.2 字符串长度 - strlen](#3.1.2 字符串长度 - strlen)
    • [3.2 字符数组的输入](#3.2 字符数组的输入)
      • [3.2.1 输入没有空格字符串](#3.2.1 输入没有空格字符串)
      • [3.2.2 输入有空格的字符串](#3.2.2 输入有空格的字符串)
        • [3.2.2.1 发现问题](#3.2.2.1 发现问题)
          • [3.2.2.1.1 scanf 的表达式](#3.2.2.1.1 scanf 的表达式)
          • [3.2.2.1.2 cin的方式](#3.2.2.1.2 cin的方式)
        • [3.2.2.2 解决问题](#3.2.2.2 解决问题)
          • [3.2.2.2.1 gets 和 fgets](#3.2.2.2.1 gets 和 fgets)
          • [3.2.2.2.2 scanf](#3.2.2.2.2 scanf)
          • [3.2.2.2.3 getchar](#3.2.2.2.3 getchar)
    • [3.3 字符数组的输出](#3.3 字符数组的输出)
    • [3.4 strcpy 和 strcat](#3.4 strcpy 和 strcat)
      • [3.4.1 strcpy](#3.4.1 strcpy)
      • [3.4.2 strcat](#3.4.2 strcat)
    • [3.5 练习](#3.5 练习)
  • 结语

前言

3. 字符数组

3.1 字符数组介绍

数组的元素如果是字符类型，这种数组就是字符数组，字符数组可以是一维数组，可以是二维数组（多维数组）。

接下来主要讨论一维的字符数组。

cpp 复制代码 
char arr1[5];   //一维数组 
char arr2[3][5];//二维数组

C 语言中使用双引号括起来一串字符表示字符串 ，这种方式虽然在 C++ 中也是支持的，但是一般我们会将这种字符串称为 C 语言风格的字符串 。如果需要将一个 C 语言风格的字符串存储起来，就可以是字符数组。

3.1.1 字符数组的初始化

cpp 复制代码 
char a[10];  //字符数组的创建

字符数组的创建同一维数组、二维数组的创建就不再赘述，但是字符串数的初始化有2种方式，如下：

cpp 复制代码 
//方式1：直接使用字符串 
char ch1[10] = "abcdef";
char ch2[] = "abcdef";//如果数组初始化的时候，数组的大小可以省略不写，数组大小会根据初始化内容来确定 
//方式2 ：挨个使用数组
char ch3[10] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
char ch4[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};

如果调试看一下 ch2 和 ch4 数组的内容，我们会明显的发现，数组ch2中多一个'\0'字符，这是因为字符串的末尾其实隐藏一个'\0'字符，这个'\0'是字符串的结束标志，在打印字符串的时候遇到'\0'，打印结束。而 ch3 是因为限制了内存空间，剩余的 4 个空间默认初始化为 0。

当我们把字符串存放在一个字符数组中的时候，这时候也可以把字符数组当做字符串看到。

3.1.2 字符串长度 - strlen

字符数组中存放的着字符串，这个字符数组有自己的长度，也就是数组的元素个数，这个可以使用 sizeof 计算，那数组中存放的字符串的长度是多少？怎么来计算呢？其实C/C++中有一个库函数叫：strlen，可以求字符串的长度，其实统计的就是字符串中\0之前的字符个数。strlen需要的头文件是< cstring >。

语法如下：

cpp 复制代码 
size_t strlen ( const char * str );
//str - 指针，存放的是字符串的起始地址，从这个地址开始计算字符串的⻓度

代码演示：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
    char arr[20] = "abcdef";
    cout << "数组的⻓度:" << sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "字符串的⻓度:" << strlen(arr) << endl;
    
    return 0;
}

演示结果：

如果是单个字符呢？

cpp 复制代码 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
    char arr[] = {'a','b','c','d','e','f'};
    cout << "数组的长度:" << sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "字符串的长度:" << strlen(arr) << endl;
    
    return 0;
}

演示结果：

打印结果会不同，因为要找到 \0 的位置不同。

3.2 字符数组的输入

3.2.1 输入没有空格字符串

使用 scanf 函数和字符数组来实现：

cpp 复制代码 
#include<iostream>
int main()
{
    char arr[20] = { 0 };
    //输入 
    scanf("%s", arr);
    //输出 
    printf("%s", arr);
    return 0;
}

使用cin和字符数组来实现：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    char arr[20] = { 0 };
    //输入 
    cin >> arr;
    //输出 
    cout << arr << endl;
    return 0;
}

上面两个代码都是将字符串读取后从数组的起始位置开始存放的，当然也可以指定位置位置存放，比如从数组的第二个元素的位置开始存放，如下代码：

cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    char arr[20] = { 0 };
    //输入 
    cin >> arr + 1;//arr表示数组的起始位置，+1意思是跳过一个元素，就是第二个元素的位置 
    //可以通过调试观察一下arr的内容 
    cout << arr + 1;
    return 0;
}

那么从第 n 个元素开始存放，就应该是 cin >> arr + n ;使用 scanf 函数也是一样的。

cpp 复制代码 
#include <cstdio>
int main()
{
    char arr[20] = { 0 };
    //输入 
    scanf("%s", arr+2);//从arr+2的位置开始存放 
    //输出 
    printf("%s", arr+2);//从arr+2的位置开始打印 
    return 0;
}

3.2.2 输入有空格的字符串

3.2.2.1 发现问题

前面我们讲解了 scanf 和 cin 读取不含空格的字符串，一切都正常，非常简单。

那当我们输入的字符串中有空格，会怎么样呢？

3.2.2.1.1 scanf 的表达式

代码如下：

cpp 复制代码 
#include <cstdio>
int main()
{
    char arr[20] = {0};
    //输入 
    scanf("%s", arr);
    //输出 
    printf("%s", arr);
    return 0;
}

演示结果：

这里特别说一下占位符 %s，它其实不能简单地等同于字符串。它的规则是，从当前第一个非空白字符开始读起，直到遇到空白字符（即空格、换行符、制表符等）为止。
因为 %s 的读取不会包含空白字符，所以无法用来读取多个单词，除非多个 %s 一起使用。这也意味着，scanf()不适合读取可能包含空格的字符串，比如书名或歌曲名。另外有一个细节注意一下，scanf() 遇到 %s 占位符，会在字符串变量末尾存储一个\0字符。

同时 scanf() 将字符串读入字符数组时，不会检测字符串是否超过了数组长度。所以，储存字符串时，很可能会超过数组的边界，导致预想不到的结果。为了防止这种情况，使用 %s 占位符时，可以指定读入字符串的最长长度，即写成 %[m]s，其中的 [m] 是一个整数，表示读取字符串的最大长度，后面的字符将被丢弃。

cpp 复制代码 
#include <cstdio>
int main()
{
    char name[10];
    scanf("%8s", name);
    return 0;
}

上面示例中，name 是一个长度为 10 的字符数组，scanf() 的占位符%8s表示最多读取用户输入的 8 个字符，后面的字符将被丢弃，这样就不会有数组溢出的风险了。

3.2.2.1.2 cin的方式
cpp 复制代码 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    char arr[20] = { 0 };
    //输入 
    cin >> arr;
    //输出 
    cout << arr << endl;
    return 0;
}

演示结果：

结果也是一样，没有任何区别。

其实cin在读取一个字符串的时候，在遇到空白字符的时候，就认为字符串结束了，不再继续往后读取剩余的字符，同时将已经读取到的字符串末尾加上 \0，直接存储起来。

3.2.2.2 解决问题
3.2.2.2.1 gets 和 fgets

使用gets函数的方式，这种方式能解决问题，但是因为gets存在安全性问题，C++11中取消了gets，给出了更加安全的方案：fgets。

cpp 复制代码 
char * gets ( char * str );
char * fgets ( char * str, int num, FILE * stream );

  1. gets是从第一个字符开始读取，一直读取到 \n 停止，但是不会读取 \n，也就是读取到的内容中没有包含 \n ,但是会在读取到的内容后自动加上 \0。

  2. fgets也是从第一个字符开始读取，最多读取 num-1 个字符，最后一个位置留给 \0，如果 num 的长度是远大于输入的字符串长度，就会一直读取到 \n 停止，并且会读取 \n，将 \n 作为读取到内容的一部分，同时在读取到的内容后自动加上 \0。

cpp 复制代码 
#include <cstdio>
//方案1 
int main()
{
    char arr[10] = {0};
    gets(arr);
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}
//方法2 
#include <cstdio>
int main()
{
    char arr[10] = {0};
    fgets(arr, sizeof(arr), stdin);
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}

演示结果：

上述两个程序，同样在运行起来后，在控制台窗口中输入：abc def，按回车，方案 1和方案 2 中 arr 数组的内容中差异如下：

提示：有 DevC++ 中使用 gets 函数，确实没有报错，但是在其他的IDE上，比如：VS2022 上直接报错，不允许使用 gets 函数。

所以在代码中还是慎用 gets 函数。

3.2.2.2.2 scanf

当然C语言中使用 scanf 函数其实也能做到读取带有空格的字符串，只是不常见而已。方式就是将 %s 改成 %[ ^\n ]s，其中在 % 和 s 之间加上了 [ ^\n ]，意思是一直读取，直到遇到 \n，这样即使遇到空格也就不会结束了。这种方式读取，不会将 \n 读取进来，但是在读取到的字符串末尾加上 \0。

cpp 复制代码 
#include<cstdio>

int main()
{
	char arr[10];
	scanf("%[^\n]s", arr);
	printf("%s", arr);
	return 0;
 }

演示结果：

3.2.2.2.3 getchar

有前面所学，我们知道 getchar 逐个字符读取，也是可以读取带有空格的字符串的。如果这一部分忘记的话可以移步来看：C/C++输入输出初级（一） （算法竞赛）

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;

int main()
{
	char arr[10];
	int ch = 0;
	int i = 0;
	while((ch=getchar()) != '\n')
	{
		arr[i] = ch;
		i++;
	}
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

演示结果：

至于为什么不用 cout << arr; 是因为这堆数组没有 \0 ，如果直接调用的话，会超出数组边界，打印烫烫烫的字样。

当然如果想要用 cout 打印也非常简单，代码如下：

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<cstdio>
using namespace std;

int main()
{
	char arr[10];
	int ch = 0;
	int i = 0;
	while((ch=getchar()) != '\n')
	{
		arr[i] = ch;
		i++;
	}
	arr[i] = '\0';//添加字符串终止符 
	cout << arr;
	return 0;
}

演示结果：

3.3 字符数组的输出

  1. C 语言中可以在printf函数中使用%s占位符的方式，打印字符数组中的字符串。
  2. C++ 中使用cout，可以直接打印字符数组中的字符串内容。
  3. 也可以采用循环的方式逐个字符打印字符串的内容。
cpp 复制代码 
//方法1 
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int main()
{
    char a[] = "hello world";
    cout << a << endl;
    printf("%s\n", a);
    return 0;
}
//方法2 
//单个字符的打印，直到\0字符,\0不打印 
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    char a[] = "hello world";
    int i = 0;
    while (a[i] != '\0')
    {
        cout << a[i];
        i++;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}
//方法3 
//单个字符打印，根据字符串⻓度来逐个打印 
//strlen可以求出字符串的⻓度，不包含\0 
#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
    char a[] = "hello world";
    int i = 0;
    for (i = 0; i < strlen(a); i++)
    {
        cout << a[i];
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

3.4 strcpy 和 strcat

3.4.1 strcpy

strcpy

使用字符数组可以存放字符串，但是字符数组能否直接赋值呢？

比如：

cpp 复制代码 
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[20] = {0};
arr2 = arr1;//这样这节赋值可以吗？

就行整型数组中，我们说的过一样，这里也是不行的。那么如何将 arr1 中的字符串，拷贝到 arr2 中呢？其实 C/C++ 中有一个库函数叫 strcpy，可以完成。

cpp 复制代码 
char * strcpy ( char * destination, const char * source );
//destination - 是目标空间的地址 
//source      - 是源头空间的地址 
//需要的头文件 <cstring>

代码演示：

cpp 复制代码 
#include <iostream> 
using namespace std;
#include <cstdio>
#include <cstring>
int main()
{
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[20] = {0};
    strcpy(arr2, arr1);
    printf("%s\n", arr2); 
    return 0;
}

演示结果：

3.4.2 strcat

strcat

有时候我们需要在一个字符的末尾再追加一个字符串，那字符数组能直接追加吗？比如：

cpp 复制代码 
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world";
arr1 += arr2;//这样也是不行的

那怎么办呢？C/C++ 中有一个库函数叫 strcat，可以完成。

cpp 复制代码 
char * strcat ( char * destination, const char * source );
//destination - 是目标空间的地址 
//source      - 是源头空间的地址 
//需要的头文件 <cstring>

代码演示：

cpp 复制代码 
#include <iostream> 
using namespace std;
#include <cstdio>
#include <cstring>
int main()
{
    char arr1[20] = "hello ";
    char arr2[] = "world";
    strcat(arr1, arr2);
    printf("%s\n", arr1); 
    return 0;
}

演示结果：

除了上面的两个字符串相关函数外，其实 C/C++ 中还提供了一些其他的函数，有兴趣的可以拓展学习：< cstring > (string.h)

3.5 练习

这里的题后期会讲，大家可以先练练。

  1. 自动修正
  2. 统计数字字符个数
  3. 基因相关性
  4. 验证子串
  5. 找第一个只出现一次的字符
  6. 输出亲朋字符串

结语

好了，C++数组的已经搞完了，不知道各位有没有将这个比较重要的数组 搞明白没有。下一篇我们将会对字符串进一步深入，希望各位能够继续学习，为冲刺国赛做准备。

往期回顾：
C++数组（一）（算法竞赛）
C++数组（二）（算法竞赛）

同时愿诸君能一起共渡重重浪，终见缛彩遥分地，繁光远缀天。

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