解释此 C 代码以反转字符串

Question

我真的不明白最后一个while循环在做什么，有人可以解释一下吗？

void reverse(char *str) { 
    char * end = str; 
    char tmp; 

    if (str) {
        while (*end) { 
            ++end;
        }
        --end; 
        while (str < end) {
            tmp = *str; 
            *str++ = *end;
            *end-- = tmp;
        }
    }
}

有人可以帮我看一下“你好”这个例子吗？

Answer 1

#include<stdio.h>
#include<string.h>
main()
{
  int i=0,lenght,j;
  char str[100],st[100];
  printf("\nEnter a string");
  scanf("%s",str);
  lenght=strlen(str);
  for(i=0,j=(lenght-1);str[i]!='\0',j>=0;i++,j--)
   {
      st[j]=str[i];
   }
  st[i]='\0';
  printf("\nThe reversed string is %s\n",st);
 }

Answer 2

好的，它的作用就是这样。

void reverse(char *str) { 
    char * end = str;  // copy the pointer 
    char tmp; 

    if (str) {
        // Now step through the string until you get to the last character.
        // which will be the null terminator \0
        while (*end) { 
            ++end;
        }
        // One step back, and we're pointing at the last actual character.
        --end; 
        // Now.  Move the start at either end and work your way inwards until
        // they meet in the middle.
        while (str < end) {
            // take copy of left character into tmp
            tmp = *str; 
            // copy right character into left position and move left pointer right
            *str++ = *end;
            // copy tmp character into right position and move right pointer left
            *end-- = tmp;
        }
    }
}

Answer 3

这段代码背后的基本思想是分两遍工作：

1. 在第一遍中，我们最终得到一个指向字符串最后一个字符的指针。
2. 在第二遍中，我们在知道字符串结束位置的帮助下翻转字符串。

这第一遍由以下逻辑给出：

char *end = str;
while (*end) { 
    ++end;
}
--end; 

这个while 循环以指向字符串开头的end 指针开始。然后它不断地将end 指针向前推进一步，直到循环条件*end 不再评估为真。因为 C 字符串是空终止的，所以只要end 指针指向字符串中间的某处而不是字符串末尾的空终止符，循环条件就会计算为真。因此，当此循环结束时，end 指针将一直走到字符串的末尾并在空终止符处停止。然后我们执行--end 将指针备份一步。此时，end 指针指向字符串中的最后一个字符。这是一个“你好：”的例子

 H e l l o
 ^       ^
 |       |
str     end

现在我们有了这个end 指针，我们实际上运行逻辑来反转字符串。这是由以下代码给出的：

while (str < end) {
    tmp = *str; 
    *str++ = *end;
    *end-- = tmp;
}

这段代码背后的想法是，在字符串的开始和结束指针相互交叉之前，我们交换它们指向的值，然后将两个指针向内移动。如果我们把它改写成稍微详细一点的等价物

while (str < end) {
    tmp = *str; 
    *str = *end;
    *end = tmp;

    ++str;
    --end;
}

那么看它是如何工作的可能会更容易一些。这个修改后的循环的前三行交换了开始和结束指针指向的值，接下来的两行将指针向内移动。这是一个例子：

 H e l l o
 ^       ^
 |       |
str     end

 o e l l H
   ^   ^
   |   |
  str end

 o l l e H
     ^
     |
  str end

此时，两个指针相遇，我们已经正确地反转了字符串。

请注意，我们必须在这里考虑一个不寻常的边缘情况，这就是当字符串为空字符串时会发生的情况。如果发生这种情况，那么第一个循环的行为会有点奇怪。特别是这段代码：

char *end = str;
while (*end) { 
    ++end;
}
--end; 

永远不会执行循环体，因为end 指针将开始指向空终止符。因此，循环什么都不做，我们最终备份了end在字符串开始前一步！这是一个无效的指针，取消引用它会产生未定义的结果。但幸运的是，在这种情况下，什么都没有发生，因为反转字符串的循环有这个条件：

while (str < end)

如果end 在字符串开始前一步，则立即为假，因此没有任何反应。

希望这会有所帮助！

Answer 4

第一个while找到最后一个字符；所以，在它之后，end 将指向它。

第二个while 将str 指向的字符与end 指向的字符交换，并将str 向前移动1 个字符和end 向后移动1 个字符。这样，字符就会从字符串的外部交换到内部。

当end 开始指向str 之前的一个字符时，查看结束，这意味着我们到达了字符串的中心并且所有字符都已经交换了。

“你好”示例：

S   E            S   E
V   V            V   V
Hello  >>swap>>  oellH

>>pointer increment/decrement>>

 S E              S E
 V V              V V
oellH  >>swap>>  olleH

>>pointer increment/decrement>>
it would result in

  E                
  S                
  V                
olleH

but now str is no longer before end, so the loop terminates

Answer 5

在最里面的 while 循环中基本上发生的是，在每次迭代中，str 和 end 指向的字符被交换，str 递增以指向下一个字符，end 递减指向上一个。

以“你好”为例：

v   v
hello
 v v 
oellh
  v
olleh

然后循环结束，str = end。