字元指針數組的使用--替換人名-題目分析

05-19

來自專欄 Sun Flowers C World

上篇介紹了指針數組的使用，本篇將使用字元指針數據來完成一個具體題目的實現。如果對字元指針數組還不是很了解的同學，可以先去上篇學習一下。本節中的題目是一個程序填空題，只能修改//start和//end中間的部分。因此，需要先看懂原始代碼，然後在原始代碼的基礎上完成題目。廢話不多說，先上題目。

題目內容:

本題在一批人名中，找到要修改的人名，將其替換為新輸入的人名。

本題首先輸入n個人名（帶空格），然後輸入待查找的人名和待替換人名，將找到的人名換為新人名。

輸入示例：

zhou zhiruo

zhang wuji

zhao min

li xunhuan

zhao min

lin shiyin

sun xiaohong

a fei

yang yan

tian ji

shangguan fei

輸出示例：

修改後：

zhou zhiruo

zhang wuji

lin shiyin

li xunhuan

no person!

要求在原有代碼之上完成。

原有代碼：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>//start//請在這裡完成modi_name函數的定義//endint main(){ int n,i,len; char old_name[20],new_name[20],temp_str[20],*pc,*pname[20]; while(scanf("%d",&n)!=-1) { getchar();getchar(); for(i=0;i<n;i++) //for循環用於讀入n個人名 { gets(temp_str); len=strlen(temp_str); pname[i]=(char *)malloc(len+1); strcpy(pname[i],temp_str); } gets(old_name); //輸入待修改人名 gets(new_name); //輸入新人名 pc=modi_name(n,pname,old_name); if(pc==NULL) printf("no person! "); else { printf("修改後： "); for(i=0;i<n;i++) { if(pname[i]==pc) //找到要修改的人名的指針 pname[i] = new_name; //替換為新人名的地址 printf("%s " ,pname[i]); } } } return 0;}

一、程序分析：

（1）變數定義：n,i,len分別表示人的個數、循環變數和用來存儲接收字元串的長度，old_name,new_name,temp_str數組分別存儲需要修改的人名，新的人名,pc為一個char類型指針,pname數組是一個指針數組，用來存儲n個同學姓名字元串的地址；

（2） while(scanf("%d",&n)!=-1)用於控制多組數據處理，循環內的兩個getchar();語句用於處理n後面的回車。銳格系統中回車是由
兩個字元組成，而大家平時練習的Codeblocks中回車是
，一個字元，因此在調試程序時注意注釋掉其中一個。

（3） for(i=0;i<n;i++)用於接收n個人名，對於每個人名處理的過程是先將人名存入temp_str臨時數組，再調用strlen函數獲取temp_str中字元串的長度存入len，然後利用malloc函數動態申請len+1個位元組的空間，並把新申請內存的地址存入指針數組pname[i]，最後把temp_str中的字元串拷貝至pname[i]指向的內存，也就是新申請的內存中。

（4） gets(old_name); 和gets(new_name); 用於接收待修改人名和新人名。輸入示例1執行完到此後內存中數據存儲示意圖如下圖所示：

程序運行到gets(new_name);行時的內存示意圖

（5）pc=modi_name(n,pname,old_name);這裡的modi_name就是需要大家自行編寫的函數，在不清楚這個函數的功能時，先分析函數的原型，由於pc是char *類型，因此函數的返回值類型一定是char *，函數接收的實參n,pname,old_name的數據類型分別為int,char *[],char *，因此，這裡可以得出函數modi_name的原型是：char * modi_name(int n,char *pname[], char * old_name)，具體它的功能需要根據下文來進行分析，這裡僅知道它接收指針數組pname地址，其中元素的個數n，待修改的人名，返回一個char *，也就是一個字元串的地址，但是功能具體實現什麼還需要往下分析。mo_name函數的返回值存入pc變數中。

（6）if(pc==NULL) printf("no person!
");這裡說明如果pc為NULL，則列印no person!也就是沒有找到要修改的人名；else部分for語句中i從0到n，其中遍歷了指針數組pname，如果pname[i]的值等於pc，就把pname[i]的值修改為new_name，這樣pname[i]元素的值就修改為new_name，也就是它指向了存儲新人名的數組，然後列印pname[i]指向的字元串。由此，可以看出pc中存儲的就是待修改的人名字元串的首地址。那麼，可以分析得出函數mode_name實現的功能是遍歷pname指針數組n個指針元素，判斷各個元素指向的字元串是否與old_name待修改的人名相同，如果相同就返回它指向的字元串的首地址，相對於上圖總的例子而言，它返回的是「zhaomin」的地址，也就是pname[i]的值（此時，i=2，pname[i]=2800）。如果遍歷完pname數組後仍然沒有找到待修改的人名，則返回NULL。

二、程序實現

根據上面的程序分析，modi_name函數的定義應該是：

char * modi_name(int n,char *pname[], char * old_name)//函數的原型也可以是：char * modi_name(int n,char ** pname, char * old_name){ int i; for(i=0;i<n;i++) { if(strcmp(pname[i],old_name)==0) return pname[i]; //strcmp函數用於判斷兩個字元串是否相等，接收兩個字元串的首地址。 //因此，這裡要用pname[i],不能用pname+i,因為pname+i是pname數組中第i個元素的地址,不是第i個人名字元串的首地址 //pname和pname+i的值為一個char *變數的地址，因此類型為char **類型。 } return NULL;}

程序執行完後內存示意圖如下圖所示：pname[2]不再指向2800（zhao min），轉而指向new_name數組（1032，紅色顯示的指向箭頭）。

三、反思

從上面的程序分析和運行後內存的情況可以看出，該程序至少存在以下錯誤：

（1）程序中只能更新一個元素，當存在n個人名中有重複，存在多個待修改的人名時只能修改一個，不能修改所有的；因為更新的代碼「 if(pname[i]==pc) pname[i] = new_name;」語句中判斷待修改的人名時使用的是判斷與pc是否相同，不管在modi_name函數中返回的是哪一個字元串的首地址，但是它只能返回一個。因此，不能更新所有的。如果想更新所有的待修改人名，這裡應該用if(strcmp(pname[i],old_name)==0)來進行判斷；

（2）更新的方法不好，因為new_name是一個數組，其內存在棧上由系統自動分配，不是pname指針數組中其他元素都存儲的動態內存地址，因此，用pname[i] = new_name；語句更新帶來至少帶來兩個bug，一是由於沒有釋放舊人名所佔據的內存（2800開頭的內存），造成內存泄露，二是程序最後在用free釋放內存時會帶來系統錯誤。而本程序中由於main函數的最後沒有釋放動態分配內存，所以沒有錯誤沒有顯示出來。因此，應該對更新的方法進行修改，為新人名的存儲更新內存。具體函數實現見稍後代碼。

（3）main函數的最後沒有釋放動態分配內存。建議編寫一個函數釋放pname指針數組中各元素指向的內存。

因此，本程序中人名的更新可以由兩個函數完成，一個search函數用於查找在pname指針數組指向的字元串中是否存在待修改人名，如果存在返回1，不存在返回0，不需要返回地址，因為返回的地址也沒有什麼具體的作用，一個update函數用戶完成在pname指針數組中查找待修改人名old_name，如果存在就釋放舊人名佔據的空間，申請新的空間，並將new_name中存儲的字元串拷貝至動態內存空間中。內存的釋放可以編寫一個freeCharStarArray函數。具體代碼如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>//startint search(int n,char * pname[],char * old_name){ int i; for(i=0;i<n;i++) if(strcmp(pname[i],old_name)==0) return 1; return 0;}int modi_name(int n,char *pname[], char * old_name,char * new_name){ int i,len,num=0; for(i=0;i<n;i++) { if(strcmp(pname[i],old_name)==0) { len=strlen(new_name); pname[i]=(char *)realloc(pname[i],len+1);//也可以用下面兩行代碼 //free(pname[i]); //pname[i]=(char *)malloc(len+1); if(pname[i]==NULL) exit(1); strcpy(pname[i],new_name); num++; } } return num;}void freeCharStarArray(int n,char *pname[]){ int i; for(i=0;i<n;i++) { free(pname[i]); pname[i]=NULL; }}//endint main(){ int n,i,len; char old_name[20],new_name[20],temp_str[20],*pname[20]; while(scanf("%d",&n)!=-1) { getchar();getchar(); for(i=0;i<n;i++) //for循環用於讀入n個人名 { gets(temp_str); len=strlen(temp_str); pname[i]=(char *)malloc(len+1); strcpy(pname[i],temp_str); } gets(old_name); //輸入待修改人名 gets(new_name); //輸入新人名 if(search(n,pname,old_name)==0) printf("no person! "); else { modi_name(n,pname,old_name,new_name); printf("修改後： "); for(i=0;i<n;i++) { printf("%s " ,pname[i]); } } freeCharStarArray(n,pname);//釋放內存 } return 0;}