c - 解释这个 C 代码来反转一个字符串

Question

我真的不明白最后一个 while 循环在做什么，谁能解释一下？

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

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

谁能带我看一下“你好”这个例子？

Answer 1

此代码背后的基本思想是分两步进行:

1. 在第一遍中，我们以指向字符串最后一个字符的指针结束。
2. 在第二遍中，我们在了解字符串结束位置的帮助下转动字符串。

第一遍由以下逻辑给出:

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

此 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 指针向前移动一步，直到循环条件 *end 不再计算为真。因为 C 字符串以 null 终止，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 null 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停在空终止符处。然后我们执行 --end 来备份指针一步。此时，end 指针指向字符串中的最后一个字符。这是一个带有“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。这是由这段代码给出的:

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

这段代码背后的想法是，在字符串的起始指针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向彼此。如果我们通过稍微更冗长的方式将其重写为等价物

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

    ++str;
    --end;
}

然后可能更容易理解它是如何工作的。这个修改后的循环的前三行交换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，我们就正确地反转了字符串。

请注意，这里我们必须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 指针将从指向空终止符开始。因此，该循环什么都不做，我们最终在字符串开始前返回 end 一个步骤! 这是一个无效指针，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，什么也没有发生，因为反转字符串的循环有这样的条件:

while (str < end)

如果 end 是字符串开始前的一步，则立即为 false，因此什么也不会发生。

希望这对您有所帮助!