النصوص في C: دوال string.h بالتفصيل

الدرس 8 من 10 · C

في درس المصفوفات عرفت أن النص في C ليس نوعاً خاصاً، بل مصفوفة حروف تنتهي بحرف النهاية '\0'. وبعد أن فهمت المؤشرات، حان وقت التعامل مع النصوص باحتراف: نسخها ومقارنتها والبحث فيها وقراءتها من المستخدم بأمان. كل الدوال هنا من المكتبة string.h ما لم نذكر غير ذلك.

مصفوفة أم مؤشر؟

هناك طريقتان لتعريف نص، وبينهما فرق مهم:

char name[] = "Omar";
const char *title = "Student";

name[0] = 'A';
printf("%s\n", name);
printf("%s\n", title);
printf("%zu %zu\n", sizeof(name), strlen(name));

Amar
Student
5 4

char name[] = "Omar";: مصفوفة من 5 حروف (أربعة مع حرف النهاية) تملكها أنت، وتستطيع تعديل حروفها.
const char *title = "Student";: مؤشر إلى نص ثابت مخزن في منطقة للقراءة فقط. محاولة تعديله تنهي البرنامج، ولهذا نكتب const.
sizeof تعطي حجم المصفوفة كله، و strlen تعدّ الحروف حتى حرف النهاية.

تخيّل النص في C مثل قطار: العربات حروف، وآخر عربة علامة حمراء '\0' تقول «انتهى القطار». كل دوال النصوص تمشي عربة عربة حتى تصل إلى العلامة.

النسخ: strcpy

لا يمكن نسخ نص بعلامة = بعد تعريفه، فاسم المصفوفة ليس متغيراً عادياً. نستخدم strcpy:

char source[] = "Hello";
char copy[20];

strcpy(copy, source);
copy[0] = 'J';
printf("%s %s\n", source, copy);

Hello Jello

strcpy(إلى, من): الوجهة أولاً ثم المصدر، وتنسخ الحروف كلها مع حرف النهاية.

المقارنة: strcmp

العلامة == بين نصين تقارن العنوانين لا المحتوى. المقارنة الصحيحة بـ strcmp:

printf("%d\n", strcmp("apple", "apple"));
printf("%d\n", strcmp("apple", "banana") < 0);
printf("%d\n", strcmp("cat", "car") > 0);

char answer[] = "yes";
if (strcmp(answer, "yes") == 0) {
    printf("موافق\n");
}

0
1
1
موافق

strcmp تُرجع:

صفراً إذا تطابق النصان.
عدداً سالباً إذا كان الأول يأتي قبل الثاني أبجدياً.
عدداً موجباً إذا كان يأتي بعده.

انتبه: الصفر هنا يعني «متساويان»، مع أن الصفر في الشروط يعني «خطأ». لذلك اكتب المقارنة كاملة == 0 ولا تختصرها.

البحث: strchr و strstr

char email[] = "omar@example.com";

char *at = strchr(email, '@');
if (at != NULL) {
    printf("%s\n", at + 1);
    printf("%d\n", (int)(at - email));
}

if (strstr(email, "example") != NULL) {
    printf("يحتوي على example\n");
}
if (strstr(email, "gmail") == NULL) {
    printf("لا يحتوي على gmail\n");
}

example.com
4
يحتوي على example
لا يحتوي على gmail

strchr(نص, حرف): تُرجع مؤشراً إلى أول ظهور للحرف، أو NULL إذا لم يوجد.
at + 1: مؤشر إلى ما بعد العلامة، وطباعته بـ %s تعطي بقية النص.
at - email: طرح مؤشرين يعطي المسافة بينهما، أي موضع الحرف.
strstr(نص, جزء): مثلها لكن تبحث عن نص كامل.

المرور حرفاً حرفاً

لأن النص ينتهي بـ '\0'، تستطيع المرور عليه دون معرفة طوله. والمكتبة ctype.h فيها دوال لفحص الحروف وتحويلها:

#include <ctype.h>

char text[] = "Room 204b";
int digits = 0;

for (int i = 0; text[i] != '\0'; i++) {
    if (isdigit(text[i])) {
        digits++;
    }
    text[i] = toupper(text[i]);
}
printf("%s\n", text);
printf("%d\n", digits);

ROOM 204B
3

isdigit تفحص هل الحرف رقم، و isalpha هل هو حرف أبجدي، و isspace هل هو مسافة. و toupper و tolower تحوّلان حالة الحرف.

بناء نص بأمان: snprintf

snprintf تعمل مثل printf تماماً، لكنها تكتب في مصفوفة بدل الشاشة، ولا تتجاوز الحجم الذي تحدده أبداً:

char line[50];
int age = 15;

snprintf(line, sizeof(line), "%s is %d years old", "Omar", age);
printf("%s\n", line);
printf("%zu\n", strlen(line));

char tiny[6];
snprintf(tiny, sizeof(tiny), "%s", "Programming");
printf("%s\n", tiny);

Omar is 15 years old
20
Progr

في المثال الثاني النص أطول من المصفوفة، فقصّته snprintf عند خمسة حروف وتركت مكاناً لحرف النهاية، بدل الكتابة خارج الحدود. وقد ينبهك مترجم حديث مثل GCC بتحذير -Wformat-truncation إلى أن النص سيُقص. اجعلها خيارك الأول للنسخ والدمج والتحويل من أرقام إلى نص.

قراءة سطر من المستخدم: fgets

scanf("%s", name) تتوقف عند أول مسافة، ولا تعرف حجم مصفوفتك. الأفضل fgets التي تقرأ سطراً كاملاً ولا تتجاوز الحجم:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    char name[40];

    printf("اكتب اسمك الكامل: ");
    fgets(name, sizeof(name), stdin);
    name[strcspn(name, "\n")] = '\0';

    printf("مرحباً %s\n", name);
    printf("عدد الحروف: %zu\n", strlen(name));
    return 0;
}

إذا كتب المستخدم Omar Ali سيظهر:

اكتب اسمك الكامل: Omar Ali
مرحباً Omar Ali
عدد الحروف: 8

fgets تحتفظ برمز السطر الجديد \n الناتج عن ضغط Enter في آخر النص. السطر name[strcspn(name, "\n")] = '\0'; يحذفه: strcspn تُرجع موضع أول \n، فنضع مكانه حرف النهاية.

من نص إلى رقم

الدالتان atoi و atof من stdlib.h تحوّلان النص إلى عدد:

#include <stdlib.h>

int total = atoi("250") + 50;
printf("%d\n", total);
printf("%.1f\n", atof("3.5") * 2);
printf("%d\n", atoi("12abc"));
printf("%d\n", atoi("abc"));

atoi تقرأ الأرقام من أول النص وتتوقف عند أول حرف غريب. وإذا لم تجد رقماً أصلاً تُرجع صفراً، فلا تستطيع التمييز بين النص "0" والنص "abc". للتحقق الدقيق من إدخال المستخدم توجد strtol، وهي تخبرك أين توقفت القراءة.

جرّب بنفسك

اقرأ جملة من المستخدم بـ fgets، واطبع عدد حروفها وعدد كلماتها (عدّ المسافات وأضف واحداً).
اكتب دالة void reverse(char text[]) تعكس النص في مكانه بتبديل الحروف من الطرفين.
اكتب دالة int countChar(const char *text, char c) تعدّ مرات ظهور حرف في نص.
تحدٍّ: اكتب دالة int isPalindrome(const char *word) تُرجع 1 إذا كانت الكلمة تُقرأ من الجهتين بنفس الشكل مثل level.

أخطاء شائعة

المقارنة بـ ==: if (answer == "yes") تقارن العناوين وتفشل دائماً تقريباً. استخدم strcmp(...) == 0.
وجهة أصغر من المصدر: char small[4]; strcpy(small, "Hello"); تجاوز للمخزن. احسب الحجم مع حرف النهاية، أو استخدم snprintf.
نسيان حرف النهاية: إذا ملأت مصفوفة حروف يدوياً ولم تضع '\0' في آخرها، ستكمل printf القراءة في ذاكرة عشوائية.
تعديل نص ثابت: char *s = "Hi"; s[0] = 'h'; ينهي البرنامج. عرّفه مصفوفة char s[] = "Hi"; إذا أردت تعديله.

اختبر نفسك

سؤال

ماذا تُرجع strcmp("cat", "cat")؟

سؤال

لماذا نفضّل fgets على scanf مع %s لقراءة النصوص؟

الخلاصة

char s[] مصفوفة قابلة للتعديل، و const char * مؤشر إلى نص ثابت.
strcpy للنسخ و strcmp للمقارنة (الصفر يعني التطابق).
strchr و strstr تبحثان وتُرجعان مؤشراً أو NULL.
snprintf تبني النصوص دون تجاوز الحجم، و fgets تقرأ سطراً كاملاً بأمان.
atoi و atof تحوّلان النص إلى رقم، وتأكد دائماً أن الوجهة تتسع لما تكتبه.

عن مدرسة البرمجة

مدرسة البرمجة موقع عربي مجاني لتعليم البرمجة من الصفر، بدروس منظمة وأمثلة تجربها بنفسك. هدفنا أن يتعلم كل عربي البرمجة بلغته، خطوة بخطوة.