第8回いろいろな文字列処理

このドキュメントは http://icrus.org/c_language_beginers_course/ 上にあります.

［課題8-1］関数を使って文字列を自在に出力しよう．（関数printf()）

［プログラム例8-1］


01: #include <stdio.h>
02: void main(void){
03:     int  i;
04:     char s[12]="Programing";
05:
06:     for( i=0; i<12; i++ )
07:         printf( "s[%d]=%d ", i, s[i] );
08:     putchar( '\n' );
09:
10:     printf( "%s %s %s %s %s\n\n", s, s, s, s, s );
11:
12:     s[4]='\0';
13:     for( i=0; i<12; i++ )
14:         printf( "s[%d]=%d ", i, s[i] );
15:     putchar( '\n' );
16:
17:     printf( "%s %s %s %s %s\n", s, s, s, s, s );
18:     getchar();
19: }

行説明
04行目→配列名sをchar型の要素数１２に宣言し，文字配列"Programing"に初期化する．
06～08行目→文字配列sの要素のデータ（アスキーコード）を全て整数として表示させる．
10行目→文字配列sを５回表示させる．
12行目→文字配列sの４番目に終了文字の'\0'を代入する．
13～15行目→文字配列sの要素のデータ（アスキーコード）を全て整数として表示させる．
17行目→文字配列sを５回表示させる．

［結果８－１］

コンパイル・実行すると次のよう表示されます．
s[0]=80 s[1]=114 s[2]=111 s[3]=103 s[4]=114 s[5]=97 s[6]=109 s[7]=105 s[8]=110 s[9]=103 s[10]=0 s[11]=0
Programing Programing Programing Programing Programing

s[0]=80 s[1]=114 s[2]=111 s[3]=103 s[4]=0 s[5]=97 s[6]=109 s[7]=105 s[8]=110 s[9]=103 s[10]=0 s[11]=0
Prog Prog Prog Prog Prog

リターンキーを押すとプログラムは終了します．

ここで文字配列について説明します．
通常，char s[12];で文字配列sを宣言します．宣言すると１２個の文字の入れものが確保されます．確保のみで入れものの中身は不定（どんな値が入っているか判らない）です．下図のような入れものが確保されます．

値配列の要素の値は不定
０番　１番　２番　３番　４番　５番　６番　７番　８番　９番　10番　11番

このプログラムでは４行目でchar s[12]="Programing";として宣言と同時に初期化を行って，文字配列sに文字列"Programing"をコピーしています．コピー後の配列は下図のようになります．

文字P r o g r a m n i g \0
値 80 114 111 103 114 97 109 105 110 103 0 　不定
０番　１番　２番　３番　４番　５番　６番　７番　８番　９番　10番　11番

ここで，10番目の要素の値は０になっています．これは自動的に文字列"Programing"の終わりに付けられる文字'\0'で，それが文字配列sにもコピーされました．
これはヌル文字とよばれ文字列の終了を表します．

次に，１２行目では強制的にs[4]='\0';として，文字配列sの４番目要素をヌル文字を代入しています．代入後の配列の様子を下図に示します．

文字P r o g \0 a m n i g \0
値 80 114 111 103 　0 97 109 105 110 103 0 　不定
０番　１番　２番　３番　４番　５番　６番　７番　８番　９番　10番　11番

関数printf()などの文字配列を扱う関数はヌル文字'\0'を文字列の終わりと判断しますので，'\0'の代入後は，Prog Prog Prog Prog Progと表示されます．
したがって，文字配列sの５番目以降の要素は，ヌル文字の後にあるため無視され表示されません．

［課題8-2］文字列の長さを計ろう．（関数strlen()）

［プログラム例8-2］


01: #include <stdio.h>
02: void main(void){
03:     int  n;
04:     char s[12]="abcdefg";
05:
06:     n = strlen( s );
07:     printf( "文字列%sの長さは%dです．", s, n );
08:
09:     s[5] = '\0';
10:     n = strlen( s );
11:     printf( "文字列%sの長さは%dです．", s, n );
12:
13:     getchar();
14: }

行説明
04行目→配列名sをchar型の要素数１２に宣言し，文字配列"abcdefg"に初期化します．
06行目→文字配列名sの長さ（ヌル文字の前までの文字数）を算出しnに代入します．
07行目→文字配列sと文字配列sの長さを画面に出力します．
09行目→文字配列sの５番目の要素に'\0'（ヌル文字）を代入します．

［結果8-2］

コンパイル・実行すると次のよう表示されます．
文字列abcdefgの長さは7です．
文字列abcdeの長さは5です．

リターンキーを押すとプログラムは終了します．

文字配列（文字列）の長さはヌル文字（'\0'）の前までの文字数です．

文字a b c d e f g \0
値 97 98 99 100 101 102 103 0 不定不定不定　不定
０番　１番　２番　３番　４番　５番　６番　７番　８番　９番　10番　11番

上図のように，７番目のヌル文字の前までですから，文字数は０番目～６番目の７文字となります．
９行目のs[5]='\0';で強制的にヌル文字を５番目の要素に代入すると下図のようになり，文字数は０番目～４番目の５文字になります．文字配列を含め配列は全て０番目から始まることに注意して下さい．

文字a b c d e \0 g \0
値 97 98 99 100 101 0 103 0 不定不定不定　不定
０番　１番　２番　３番　４番　５番　６番　７番　８番　９番　10番　11番

［課題8-3］直接文字配列に好きな文字を代入しよう

［プログラム例8-3］


01: #include <stdio.h>
02: void main(void){
03:   int  i;
04:   char s[12]="Pro*ram+ng";
05:
06:  puts( s );
07:
08:  s[3]='g';
09:  s[7]='i';
10:
11:  puts( s );
12:
13:  getchar();
14: }

行説明
04行目→配列名sをchar型の要素数１２に宣言し，文字配列"Programing"に初期化する．
06行目→文字配列sを画面に出力する．
08行目→文字配列sの３番目の要素に直接，文字gを代入します．
09行目→文字配列sの７番目の要素に直接，文字iを代入します．

［結果8-3］

コンパイル・実行すると次のよう表示されます．
Pro*ram+ng
Programing

リターンキーを押すとプログラムは終了します．

　今までは，ヌル文字'\0'の代入を説明していましたが，このように任意の文字を任意の文字配列の要素に直接１つ代入することができます．
　はじめは，Pro*ram+ngと間違っていた文字列が，直接正しい文字を３番目と７番目の要素に代入することによって，正しくProgramingと修正されたことがわかります．

［課題8-4］関数を使って文字列をつけ加えよう．（関数strcat()）

［プログラム例8-4］


01: #include <stdio.h>
02: #include <string.h>
03: void main(void){
04:     char s1[80]="\0", s2[80]="\0";
05:
06:     strcpy( s2, "[結合後の文字列]>" );
07:     while(1){
08:         gets( s1 );
09:         if( strlen( s1 )+ strlen( s2 )>60 )
10:             break;
11:         strcat( s2, s1 );
12:         puts( s2 );
13      }
14:     printf( "文字列s1とs2の長さの合計が40を越えました．\n" );
15:     getchar();
16: }

行説明
02行目→関数strcat()など文字列に関する関数を使用するときに必要なインクルードファイルです．
04行目→配列名s1,s2を要素数８０の文字配列と宣言します．同時に"\0"で初期化します．（０番目の文字がヌル文字．つまり長さ０文字の文字列．）
06行目→関数strcpy()で文字配列s2に文字列"[結合後の文字列]>"をコピーします．
07～13行目→９行目の文字配列s1とs2の長さの合計が４０文字を越えると終了するｗｈｉｌｅ文です．
08行目→キーボードからリターンキーが押されるまでの１行入力をs1に格納します．
11行目→関数strcat()を使って，文字配列s2の後ろにs1をつけ加えます．
12行目→つけ加えられた結果の文字配列s2を画面に出力します．

［結果8-4］

コンパイル・実行すると次のよう表示されます．

感[ﾘﾀｰﾝ印]
[結合後の文字列]>感
ピュータは[ﾘﾀｰﾝ印]
[結合後の文字列]>感ピュータは
コンピュータを[ﾘﾀｰﾝ印]
[結合後の文字列]>感ピュータはコンピュータを
こえられるか[ﾘﾀｰﾝ印]
[結合後の文字列]>感ピュータはコンピュータをこえられるか
？？？？[ﾘﾀｰﾝ印]
文字列s1とs2の長さの合計が40を越えました．

リターキーを押すとプログラムは終了します．

キーボードから入力した文字がつけ加えられ出力されることが判ります．
関数strlen()で文字列の長さを判断しながら進め６０文字を越えると終了します．日本語（全角文字）は，１つで２文字に数えられます．

［文法9］

１．関数strcpy()

①strcpy( str, "文字列" );
②strcpy( str1, str2 );
str, str1, str2 は文字配列名（char型の配列名）
(1)文字配列をコピーします．（コピー元→コピー先）
①では"文字列"→str，②ではstr2→str1．
(2)コピー先のstr,str1にはコピー後，最後尾にヌル文字'\0'が付けられます．
(3)コピー先のstr,str1はコピー元の"文字列",str2の要素数以上に，配列を宣言しなければなりません (2)コピー先のstr,str1にはコピー後，最後尾にヌル文字'\0'が付けられます．．
誤りの例 char str1[5], str2[50]; (str1の方が要素数が少ない）

２．関数strcat()

①strcat( str, "文字列" );
②strcat( str1, str2 );
str,str1,str1はchar型配列
(1)文字配列をコピー先の最後尾につけ加えます．
①では"文字列"→str，②ではstr2→str1．
(2)コピー先のstr,str1にはコピー後，最後尾にヌル文字'\0'が付けられます．
(3)コピー先のstr,str1はコピー元の"文字列",str2の文字数以上に，十分な要素を持つ配列を宣言しなければなりません．

３．関数strlen()

① i = strlen( "文字列" );
② i = strlen( str );
str,str1,str2はchar型配列名
iはint型変数
(1)文字列の長さをカウントして，戻り値をして返します．
(2)カウントはヌル文字'\0'で終了します．（ヌル文字'\0'はカウントしない．）
(3)漢字（全角文字）は２文字とカウントします．
(4)スペース（空白）もカウントします．

４．ヌル文字'\0'について

(1)文字列の終了にはヌル文字'\0'を入れます（文字列が自動的に入ります）．
(2)""で囲まれた"文字列"の最後尾にはヌル文字'\0'が自動的に入ります．
(3)文字列に関係する標準関数は，ヌル文字'\0'を文字列の終わりとして利用しています．