strlib.h

该接口定义了动态分配字符串的通用库。传统 C 字符串与使用此接口定义的字符串之间的主要区别是：

• strlib.h 接口负责内存分配，确保有足够的空间来保存每个字符串操作的结果。

• strlib.h 接口的客户端应将所有字符串视为不可变，并避免写入字符数组。

字符串抽象数据类型

字符串在 C 中就是一个字符序列（数组）。如果想要完整地掌握 C 字符串，我们需要从多个层面、不同角度来仔细研究。涉及到的知识点，保守估计也要四五节课的时间来讨论。

以抽象数据类型来看待字符串，可以将其当作一个逻辑单元来处理，无需过早地关注数据表示的内部细节。这也是我们一直推崇的抽象思维方法，即关注抽象层的行为，在学会如何有效使用之前，不必沉溺于细节问题。

以抽象观点处理字符串，我们可以利用 strlib.h 迁移很多 CS101 中的字符串处理案例。遗憾的是，C 标准库并没有提供现成的容器，在涉及中间数据存储时，暂时不太方便处理。后续学习完数组后，我们可以使用动态数组来实现这一目的。随着课程的深入，最终我们应该有能力实现一个泛型的 C 版本的容器，例如 vector、stack 等。

关于字符串的分层抽象如下所示：

分层抽象
strlib.h 接口
string.h 接口
语言级操作
机器级操作

其中，string.h 是 C 标准接口，后续课程会重点介绍。这也是你必须掌握的接口，但是用好该接口需要掌握很多底层的细节。常规的字符串处理，并不需要关注太多底层的细节，所以这里引入了 string 类型，并在标准库基础上封装了更好用的 strlib.h 接口，使得字符串操作相对容易些。

strlib.h 接口

提起抽象类型，我们就要确定可以在该类型上实施的操作，这些被称为基本操作。

一些常见的操作比如：

• 如何定义一个字符串变量/常量？

• 如何从用户那里读入一个字符串？

• 如何在屏幕上输出一个字符串？

除此之外，我们还需要：

• 如何确定一个字符串的长度？

• 如何比较两个字符串？是否相等？是否靠前？

• 如何选择字符串中某个位置的字符？

• 如何连接两个字符串？

• 如何将单个字符转换为字符串？

• 如何对字符串进行切分？

• 如何判断一个字符串是否包含另一个字符串？

以上所有的操作，在 C++ 中都可以方便地通过类和成员方法来定义。虽然 C 没有 C++ 对象和方法的概念，但是我们可以使用自由函数来替代。

函数	功能
ConcatString(s1, s2)	通过将两个字符串首尾相连进行连接
IthChar(s, i)	返回字符串 s 中位置 i 的字符
SubString(s, p1, p2)	返回 s 索引区间为 [p1, p2] 的子字符串
CharToString(ch)	接受单个字符并返回由该字符组成的单字符字符串
StringLength(s)	返回字符串 s 的长度
CopyString(s)	将字符串 s 复制到动态内存中并返回新字符串
StringEqual(s1, s2)	如果字符串 s1 和 s2 相等，则返回 true
StringCompare(s1, s2)	如果字符串 s1 按字典顺序位于 s2 之前，则返回 -1；如果相等，则返回 0；如果 s1 位于 s2 之后，则返回 +1
FindChar(ch, text, start)	从位置 start 开始，在字符串 text 中搜索的字符 ch，并返回该字符出现的第一个索引；如果未找到匹配项，则返回 -1
FindString(str, text, start)	从位置 start 开始，在字符串 text 中搜索字符串 str，并返回该字符串出现的第一个索引；如果未找到匹配项，则返回 -1
ConvertToLowerCase(s)	返回一个新字符串，其中所有字母字符都转换为小写
ConvertToUpperCase(s)	返回一个新字符串，其中所有字母字符都转换为大写
IntegerToString(n)	将整数转换为相应的数字字符串
StringToInteger(s)	将数字字符串转换为整数
RealToString(d)	将浮点数转换为相应的数字字符串
StringToReal(s)	将数字字符串转换为浮点数