C Strings einfach gemacht: Deklaration, Ein- & Ausgabe, Bibliotheksfunktionen

Was ist ein String in C?

Ein String in C ist eine zusammenhängende Folge von Zeichen, die durch das Null-Zeichen (\0) terminiert wird. Obwohl die Sprache keinen dedizierten String-Typ hat, wird ein String meist als Array von char-Werten dargestellt. Der Compiler fügt den Null-Terminator automatisch an, wenn Sie einen String-Literal initialisieren.

"Welcome to the world of programming!"

Der Standardbibliotheks-Header <string.h> bietet eine Fülle von Funktionen für effiziente String-Manipulation.

Strings deklarieren und initialisieren

Da C einen String als Zeichen-Array behandelt, müssen Sie die Array-Größe angeben. Die Größe definiert die maximale Anzahl an Zeichen (ohne Null-Terminator), die gespeichert werden können.

char string_variable_name[array_size];

Typische Deklarationen:

char first_name[15]; /* hält bis zu 14 Zeichen + \0 */
char last_name[15];

Wenn Sie einen Initialisierer angeben, zählt der Compiler die Zeichen und fügt den Null-Terminator automatisch hinzu. Die Array-Größe kann weggelassen werden, wenn Sie einen Initialisierer geben.

char first_name[15] = "ANTHONY";
char first_name[] = "NATHAN"; /* Größe wird inferiert */
char string3[6] = {'h','e','l','l','o','\0'}; /* expliziter Terminator */

Strings vom Benutzer einlesen

Eingabe-Funktionen variieren in Sicherheit und Verhalten:

• scanf("%s", name) liest bis Whitespace, ist aber anfällig für Pufferüberläufe.
• gets() liest eine ganze Zeile, ist unsicher und seit C11 entfernt.
• fgets(name, size, stdin) liest bis zu size-1 Zeichen, lässt Platz für Null-Terminator.

Beispiel mit fgets:

#include <stdio.h>
int main() {
    char name[50];
    printf("Enter your full name: ");
    fgets(name, sizeof(name), stdin);
    printf("Your name is %s", name);
    return 0;
}

Strings ausgeben

Der klassische Weg, einen String anzuzeigen, ist printf("%s", name);. Zwei praktische Alternativen:

• fputs(name, stdout) – schreibt direkt in den Ausgabestream.
• puts(name) – schreibt den String gefolgt von einem Zeilenumbruch.

Beispiel mit puts:

#include <stdio.h>
int main() {
    char greeting[] = "Hello, world!";
    puts(greeting);
    return 0;
}

Die String-Bibliothek (<string.h>)

Häufig verwendete Funktionen:

Funktion	Beschreibung
strlen	Gibt die Länge eines Strings zurück (ohne Null-Terminator).
strcat	Hängt einen String an einen anderen an.
strcmp	Vergleicht zwei Strings lexikographisch.
strcpy	Kopiert einen String.
strncmp	Vergleicht bis zu n Zeichen.
strncpy	Kopiert bis zu n Zeichen.
strchr	Findet erstes Vorkommen eines Zeichens.
strrchr	Findet letztes Vorkommen eines Zeichens.
strstr	Findet einen Substring.
strncat	Verkettet bis zu n Zeichen.
strlwr	Konvertiert zu Kleinbuchstaben (nicht Standard).
strupr	Konvertiert zu Großbuchstaben (nicht Standard).
strrev	Kehrt einen String um (nicht Standard).

Illustratives Programm:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char str1[20] = "Hello";
    char str2[20] = " World!";
    char result[40];
    /* Vergleich */
    if (strcmp(str1, str2) == 0) puts("Strings are equal");
    else puts("Strings are not equal");
    /* Konkatenation */
    strcat(str1, str2); // str1 enthält nun "Hello World!"
    printf("Concatenated: %s\n", str1);
    /* Länge */
    printf("Length of str1: %zu\n", strlen(str1));
    /* Kopie */
    strcpy(result, str1);
    printf("Copied string: %s\n", result);
    return 0;
}

String in Zahl konvertieren

Standard-Konvertierungen:

• atoi – konvertiert zu int.
• atof – konvertiert zu double.
• atol – konvertiert zu long.

Beispiel mit atoi:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {
    char number_str[20];
    printf("Enter a number: ");
    fgets(number_str, sizeof(number_str), stdin);
    int num = atoi(number_str);
    printf("You entered %d\n", num);
    return 0;
}

Wichtigste Erkenntnisse

• Ein String ist eine Folge von Zeichen in einem char-Array, terminiert mit \0.
• Array-Größe vor Verwendung deklarieren, oder Compiler inferiert sie bei Initialisierung.
• Verwenden Sie fgets für sichere Eingabe; vermeiden Sie gets und scanf("%s") ohne Bounds-Checking.
• Nutzen Sie <string.h> für robuste String-Operationen.
• Konvertieren Sie String-Zahlen mit atoi, atof oder atol, um Laufzeitfehler zu vermeiden.
• Beachten Sie, dass String-Literale read-only sind; ihre Modifikation führt zu undefiniertem Verhalten.