C++字符数组的输入输出和字符串结束标志使用讲解

C++字符数组的输入输出
字符数组的输入输出可以有两种方法：
1) 逐个字符输入输出。

2) 将整个字符串一次输入或输出。例如有以下程序段：

  char str[20];
  cin>>str; //用字符数组名输入字符串
  cout<<str; //用字符数组名输出字符串

在运行时输入一个字符串，如：

  China?L

在内存中，数组str的状态如图5.9所示，在5个字符的后面自动加了一个结束符′\0′。

输出时，逐个输出字符直到遇结束符′\0′，就停止输出。输出结果为：

  China

如前所述，字符数组名str代表字符数组第一个元素的地址，执行“cout<<str;”的过程是从str所指向的数组第一个元素开始逐个输出字符，直到遇到′\0′为止。

关于字符数组的输入输出请注意以下几点：
输出的字符不包括结束符′\0′。
输出字符串时，cout流中用字符数组名，而不是数组元素名。
如果数组长度大于字符串实际长度，也只输出到遇′\0′结束。
如果一个字符数组中包含一个以上′\0′，则遇第一个′\0′时输出就结束。
用cin从键盘向计算机输入一个字符串时，从键盘输入的字符串应短于已定义的字符数组的长度，否则会出现问题。

C++提供了cin流中的getline函数，用于读入一行字符（或一行字符中前若干个字符），使用安全又方便。

C++字符串和字符串结束标志
用一个字符数组可以存放一个字符串中的字符。如：

  char str[12]={'I',' ','a','m',' ','h','a','p','p','y'};

用一维字符数组str来存放一个字符串″I am happy″中的字符。字符串的实际长度(10)与数组长度(12)不相等，在存放上面10个字符之外，系统对字符数组最后两元素自动填补空字符′\0′。

为了测定字符串的实际长度，C++规定了一个“字符串结束标志”，以字符′\0′代表。在上面的数组中，第11个字符为′\0′，就表明字符串的有效字符为其前面的10个字符。也就是说，遇到字符′\0′就表示字符串到此结束，由它前面的字符组成字符串。

对一个字符串常量，系统会自动在所有字符的后面加一个′\0′作为结束符。例如字符串″I am happy″共有10个字符，但在内存中它共占11个字节，最后一个字节′\0′是由系统自动加上的。

在程序中往往依靠检测′\0′的位置来判定字符串是否结束，而不是根据数组的长度来决定字符串长度。当然，在定义字符数组时应估计实际字符串长度，保证数组长度始终大于字符串实际长度。如果在一个字符数组中先后存放多个不同长度的字符串，则应使数组长度大于最长的字符串的长度。

说明：′\0′只是一个供辨别的标志。

如果用以下语句输出一个字符串：

  cout<<″
  How do you do?″;

系统在执行此语句时逐个地输出字符，那么它怎么判断应该输出到哪个字符就停止了呢？

下面再对字符数组初始化补充一种方法：用字符串常量来初始化字符数组。例如：

  char str[]={″I am happy″};

也可以省略花括号，直接写成

  char str[]=″I am happy″;

不是用单个字符作为初值，而是用一个字符串（注意字符串的两端是用双撇号而不是单撇号括起来的）作为初值。显然，这种方法直观，方便，符合人们的习惯。注意：数组str的长度不是10，而是11（因为字符串常量的最后由系统加上一个′\0′）。因此，上面的初始化与下面的初始化等价：
 

  char str[]={'I',' ','a','m',' ','h','a','p','p','y','\0'};

而不与下面的等价：

  char str[]={'I',' ','a','m',' ','h','a','p','p','y'};

前者的长度为11，后者的长度为10。如果有

  char str[10]=″China″;

数组str的前5个元素为′C′，′h′，′i′，′n′，′a′，第6个元素为′\0′，后4个元素为空字符。见图。

需要说明的是：字符数组并不要求它的最后一个字符为′\0′，甚至可以不包含′\0′。如以下这样写完全是合法的：

  char str[5]={'C','h','i','n','a'};

是否需要加′\0′，完全根据需要决定。但是由于C++编译系统对字符串常量自动加一个′\0′。因此，人们为了使处理方法一致，便于测定字符串的实际长度，以及在程序中作相应的处理，在字符数组中有效字符的后面也人为地加上一个′\0′。如：

  char str [6]={'C','h','i','n','a','\0'};