передача строки в функцию
Все ниже написанное проверялось под средой Atollic True Studio на контроллере STM32F205.
Строка это указатель на последовательность байт завершающихся ‘\0’. Поэтому самый логичный способ передавать строку в функцию как указатель на байты.
Имея внутри вызываемой функции указатель на строку мы имеем адрес в памяти где лежат эти байты (строки) . И можем читать строку , можем менять содержание строки , но длина новой (измененной) строки не должна быть больше исходной, иначе можем (и скорее всего затрем) что-то другое в памяти.
Передаем строку в функцию как указатель
Работаем с переданной строкой внутри функции
Работаем как с обычным указателем на массив байтов. Только заканчивается массив тогда — когда встречается символ ‘\0’.
Изменяем строку внутри функции
Точнее меняем содержание строки.
И вот тут начинаются чудеса , сморите внимательно :
Отличие определения uint8_t *str1 = «abc»; от uint8_t str2[]=»abc»;
Обратите внимание на адрес строки в скобочках : в первом случае это (x0800EE60), а во втором (x2001FFE0).
То есть компилятор/компоновщик :
uint8_t *str1 = "abc"; поместил в Flash память контроллера (а она неизменяемая), то есть пытаться записать можно и никто не ругнется, но эффекта не будет.
uint8_t str2[]="abcd"; компилятор поместил в str2 оперативную память (она изменяемая).
Такие нюансы и портят всем жизнь.
В первом случае (чтобы я не делал) ничего не поможет сделать str1 изменяемой ( чтобы он поместил str1 в оперативную память (она же SRAM , или еще точнее в кучу SRAM).
Ни добавление префикса volatile, ни добавление static , ни вынесение всего определения за main, ни объявление static myFunction — ничего не убедит компилятор поместить str1 в оперативную память.
Кардинально вопрос можно решить с помощью функции malloc , но лично я не сторонник в контроллерах пользоваться динамическим выделением памяти от слова вообще.
Да и зачем пользуемся таким вариантом uint8_t str2[]=»abcd»; и проблем нет.
Функции обработки строк в Cи
В программе строки могут определяться следующим образом:
- как строковые константы;
- как массивы символов;
- через указатель на символьный тип;
- как массивы строк.
Кроме того, должно быть предусмотрено выделение памяти для хранения строки.
Любая последовательность символов, заключенная в двойные кавычки «» , рассматривается как строковая константа .
Для корректного вывода любая строка должна заканчиваться нуль-символом '\0' , целочисленное значение которого равно 0. При объявлении строковой константы нуль-символ добавляется к ней автоматически. Так, последовательность символов, представляющая собой строковую константу, будет размещена в оперативной памяти компьютера, включая нулевой байт.
Под хранение строки выделяются последовательно идущие ячейки оперативной памяти. Таким образом, строка представляет собой массив символов. Для хранения кода каждого символа строки отводится 1 байт.
Для помещения в строковую константу некоторых служебных символов используются символьные комбинации. Так, если необходимо включить в строку символ двойной кавычки, ему должен предшествовать символ «обратный слеш»: ‘\»‘ .
Строковые константы размещаются в статической памяти. Начальный адрес последовательности символов в двойных кавычках трактуется как адрес строки. Строковые константы часто используются для осуществления диалога с пользователем в таких функциях, как printf() .
При определении массива символов необходимо сообщить компилятору требуемый размер памяти.
Компилятор также может самостоятельно определить размер массива символов, если инициализация массива задана при объявлении строковой константой:
В этом случае имена m2 и m3 являются указателями на первые элементы массивов:
- m2 эквивалентно &m2[0]
- m2[0] эквивалентно ‘Г’
- m2[1] эквивалентно ‘o’
- m3 эквивалентно &m3[0]
- m3[2] эквивалентно ‘x’
При объявлении массива символов и инициализации его строковой константой можно явно указать размер массива, но указанный размер массива должен быть больше, чем размер инициализирующей строковой константы:
Для задания строки можно использовать указатель на символьный тип .
В этом случае объявление массива переменной m4 может быть присвоен адрес массива:
Здесь m3 является константой-указателем. Нельзя изменить m3 , так как это означало бы изменение положения (адреса) массива в памяти, в отличие от m4 .
Для указателя можно использовать операцию увеличения (перемещения на следующий символ):
Массивы символьных строк
Иногда в программах возникает необходимость описание массива символьных строк . В этом случае можно использовать индекс строки для доступа к нескольким разным строкам.
В этом случае poet является массивом, состоящим из четырех указателей на символьные строки. Каждая строка символов представляет собой символьный массив, поэтому имеется четыре указателя на массивы. Указатель poet[0] ссылается на первую строку:
*poet[0] эквивалентно 'П',
*poet[l] эквивалентно '-'.
Инициализация выполняется по правилам, определенным для массивов.
Тексты в кавычках эквивалентны инициализации каждой строки в массиве. Запятая разделяет соседние
последовательности.
Кроме того, можно явно задавать размер строк символов, используя описание, подобное такому:
Разница заключается в том, что такая форма задает «прямоугольный» массив, в котором все строки имеют одинаковую длину.
Свободный массив
Операции со строками
Большинство операций языка Си, имеющих дело со строками, работает с указателями. Для размещения в оперативной памяти строки символов необходимо:
- выделить блок оперативной памяти под массив;
- проинициализировать строку.
Для выделения памяти под хранение строки могут использоваться функции динамического выделения памяти. При этом необходимо учитывать требуемый размер строки:
Для ввода строки использована функция scanf() , причем введенная строка не может превышать 9 символов. Последний символ будет содержать '\0' .
Функции ввода строк
Для ввода строки может использоваться функция scanf() . Однако функция scanf() предназначена скорее для получения слова, а не строки. Если применять формат "%s" для ввода, строка вводится до (но не включая) следующего пустого символа, которым может быть пробел, табуляция или перевод строки.
Для ввода строки, включая пробелы, используется функция
В качестве аргумента функции передается указатель на строку, в которую осуществляется ввод. Функция просит пользователя ввести строку, которую она помещает в массив, пока пользователь не нажмет Enter.
Функции вывода строк
Для вывода строк можно воспользоваться рассмотренной ранее функцией
или в сокращенном формате
Для вывода строк также может использоваться функция
которая печатает строку s и переводит курсор на новую строку (в отличие от printf() ). Функция puts() также может использоваться для вывода строковых констант, заключенных в кавычки.
Функция ввода символов
Для ввода символов может использоваться функция
которая возвращает значение символа, введенного с клавиатуры. Указанная функция использовалась в рассмотренных ранее примерах для задержки окна консоли после выполнения программы до нажатия клавиши.
Функция вывода символов
Для вывода символов может использоваться функция
которая возвращает значение выводимого символа и выводит на экран символ, переданный в качестве аргумента.
Пример Посчитать количество введенных символов во введенной строке.
Результат выполнения 
Особенности работы со строками
Неформатированные ввод из стандартного потока и вывод в стандартный поток
С помощью функции printf() можно легко вывести на экран строку, содержащую пробелы:
С другой стороны, ввести строку произвольной длины, содержащую пробелы в неизвестных местах, исключительно с помощью функции scanf() невозможно. Для scanf() любой символ пустого пространства является сигналом завершения ввода очередных данных, если только не производится считывание символа.
На помощь может прийти функция getchar() , осуществляющая посимвольный ввод данных:
В заголовке цикла getchar() возвращает символ, далее записываемый в очередную ячейку массива. После этого элемент массива сравнивается с символом ‘\n’. Если они равны, то цикл завершается. После цикла символ ‘\n’ в массиве «затирается» символом ‘\0’. В условии цикла должна быть также предусмотрена проверка на выход за пределы массива; чтобы не усложнять пример, опущена.
Однако в языке программирования C работать со строками можно проще. С помощью функций стандартной библиотеки gets() и puts() получают строку из стандартного потока и выводят в стандартный поток. Буква s в конце слов gets и puts является сокращением от слова string (строка).
В качестве параметров обе функции принимают указатель на массив символов (либо имя массива, либо указатель).
Функция gets() помещает полученные с ввода символы в указанный в качестве аргумента массив. При этом символ перехода на новую строку, который завершает ее работу, игнорируется.
Функция puts() выводит строку на экран и при этом сама добавляет символ перехода на новую строку. Простейший пример использования этих функций выглядит так:
Итак, если вы работаете со строками, а не другими типами данных, при этом нет необходимости выполнять их посимвольную обработку, то удобнее пользоваться функциями puts() и gets() . (Однако функция gets() считается опасной и была выпилена из версии языка C11.)
Массив символов и указатель на строку
Как мы знаем, строка представляет собой массив символов, последний элемент которого является нулевым символом по таблице ASCII, обозначаемым ‘\0’. При работе со строками также как с численными массивами можно использовать указатели. Мы можем объявить в программе массив символов, записать туда строку, потом присвоить указателю адрес на первый или любой другой элемент этого массива и работать со строкой через указатель:
В заголовке цикла указателю сначала присваивается адрес первого элемента массива, его значение увеличивается до тех пор, пока не встретится пробел. В итоге указатель указывает на пробел и мы можем получить с его помощью вторую часть строки.
Иногда в программах можно видеть такое объявление и определение переменной-указателя:
Строку, которая была присвоена не массиву, а указателю, также можно получить, обратившись по указателю:
Но давайте посмотрим, что же все-таки происходит, и чем такая строка, присвоенная указателю, отличается от строки, присвоенной массиву.
Когда в программе определяются данные и объявляются переменные, то под них отводится память. При этом данные, которые не были присвоены переменным, поменять в процессе выполнения программы уже нельзя.
Что происходит в примере? В программе вводится строковый объект, который по сути является строковой константой (литералом). Ссылка на первый элемент этой строки присваивается указателю. Мы можем менять значение указателя сколько угодно, переходить к любому из элементов константного массива символов или даже начать ссылаться на совершенно другую строку. Но вот поменять значение элементов строки не можем. Это можно доказать таким кодом:
В последней строке кода возникнет ошибка, т.к. совершается попытка изменить строку-константу.
Тем более нельзя делать так:
В данном случае память не была выделена под массив символов, который мы пытаемся считать функцией scanf() ; память была выделена только под указатель. Поэтому записать строку просто некуда. Другое дело, если память была выделена с помощью объявления массива, после чего указателю был присвоен адрес на этот массив:
Поэтому если вам требуется в программе неизменяемый массив символов, то можете определить его через указатель.
Передача строки в функцию
Передача строки в функцию ничем не отличается от передачи туда массива чисел:
В этом примере функция change() принимает в качестве параметра указатель на символ. В теле функции значение указателя инкрементируется, указывая на следующий символ массива. В теле цикла инкрементируется значение, которое находится по адресу, который содержит указатель.
Объявите в программе три массива символов. Данные для двух из них получите с помощью вызовов функции gets() . Третий массив должен содержать результат конкатенации (соединения) двух введенных строк. Напишите функцию, которая выполняет конкатенацию строк.
Массив строк и массив указателей
Рассмотрим более сложный пример. Допустим, у нас есть набор строк. Требуется выполнить сортировку строк по возрастанию по признаку длины: сначала вывести самые короткие строки, затем более длинные.
Набор строк можно представить как двумерный массив, т.е. массив, состоящий из одномерных массивов, где каждый одномерный массив — это строка символов:
Представьте себе, что значит выполнить сортировку строк. Это значит, надо поменять местами содержимое множества ячеек памяти. Это достаточно трудоемкая для компьютера работа, особенно если строк очень много. Однако можно поступить по-иному. Достаточно создать массив указателей, каждый элемент которого будет указывать на соответствующую ему строку первого массива. Далее выполнить сортировку указателей, что несомненно быстрее. Конечно, сам массив строк отсортирован не будет, однако благодаря указателям у нас будет хранится отсортированный «срез» массива:
Примечания к программе:
- На самом деле параметром функции sortlen() является указатель на указатель. Хотя для понимания проще сказать, что параметром является массив указателей на символы. Мы передаем в функцию указатель на первый элемент массива strP, который сам является указателем. Если бы в функции мы инкрементировали переменную s, то переходили бы к следующему элементу-указателю массива strP.
- Сортировка выполняется методом пузырька: если длина строки, на которую ссылается следующий указатель массива strP, меньше длины строки под текущим указателем, то значения указателей меняются.
- Выражение strP[i] = &strings[i][0] означает, что элементу массива указателей присваивается ссылка на первый символ каждой строки.
Напишите программу, которая сортирует строки по алфавиту. Для упрощения задачи пусть сортировка выполняется только по первым буквам строк (если первые буквы слов одинаковы, то вторые и последующие символы проверять не надо).