C言語入門｜文字列操作の基本関数

ここまでで、C言語の文字列が
「char 配列」そのものではなく、
ヌル終端 \0 を前提にした使い方＝文化
で成り立っていることが見えてきました。

この文化を前提として、C言語はとても便利な道具をたくさん用意しています。
それが、文字列操作のための標準関数です。

自分で for 文を書いて1文字ずつ処理することもできますが、
文字列文化に沿った処理は、
すでに信頼できる関数として用意されている
と考えてください。

文字列用の標準関数は「文化の集合体」

C言語の標準関数の中には、名前に str が付くものがたくさん登場します。

strlen
strcmp
strcpy
strcat
strstr

これらはすべて、

先頭アドレスを受け取る。
\0 に出会うまで処理を続ける。

という 文字列文化の第1条〜第3条 を前提に設計されています。

そのため、
文字列の業界ルールを理解していないと、安全に使えません。

逆に言えば、
ここまで学んだ内容が身についていれば、
これらの関数はとても強力な味方になります。

文字列操作関数を使うための準備

この節で紹介する関数の多くは、
string.h というヘッダファイルに定義されています。

#include <string.h>

名前に str が付く関数を使うときは、
まずこの1行を書く。
これは C言語プログラマの基本動作 です。

strlen ― 文字列としての長さを知る

文字列の長さを知りたいとき、
配列サイズを見ても意味はありません。

char str[1024] = "C language";

この配列は 1024 バイトありますが、
文字列として使っているのは先頭の一部だけです。

そこで使うのが strlen 関数です。

strlen の書式

size_t strlen(const char* str);

引数
文字列として使っているメモリ領域の先頭アドレス
戻り値
先頭から最初の \0 までのバイト数（\0 自体は含まない）

strlen は、
配列の大きさではなく、文字列の長さ
を教えてくれます。

配列サイズと文字列長は別物

ここは、とても大事なポイントです。

観点	意味
配列サイズ	確保したメモリ領域の大きさ
文字列長	\0 までに存在する文字数

strlen が返すのは、後者です。

この違いを意識できていれば、
文字列操作の事故は一気に減ります。

strcmp ― 文字列として等しいかを調べる

2つの文字列が等しいかを調べたいとき、
== 演算子を使ってはいけません。

== が比較するのは、
先頭アドレスが同じかどうか
だからです。

文字列の内容を比較したいときに使うのが、strcmp 関数です。

strcmp の書式

int strcmp(const char* str1, const char* str2);

引数
どちらも文字列の先頭アドレス
戻り値
文字列として等しければ 0

strcmp は、

先頭から
最初の \0 に出会うまで

文字を1つずつ比較します。

memcmp との違いを意識しよう

ここで、第10章で学んだ memcmp を思い出してください。

関数	比較の基準
strcmp	文字列文化（\0 まで）
memcmp	純粋なメモリ内容

文字列として比較したいなら strcmp、
メモリ領域として比較したいなら memcmp。

この使い分けができると、
「なぜ結果が違うのか」で迷わなくなります。

標準関数は「安全装置」でもある

これらの文字列操作関数は、
単に便利なだけではありません。

\0 を前提に動作する。
境界を意識した設計になっている。

という点で、
自分で処理を書くより安全な場面も多い
のです。

もちろん、
渡す文字列が壊れていれば安全ではありません。

だからこそ、

文字列文化を守る。
終端を壊さない。
使用可能領域を超えない。

この3点が、
標準関数を使う前提条件になります。

次は「書き換える関数」へ

strlen や strcmp は、
文字列を「読む」ための関数です。

次は、

コピーする。
連結する。

といった、
文字列を書き換える関数を見ていきましょう。

そこでは、
ここまで学んだ
「オーバーランを防ぐ感覚」
が、より重要になってきます。