C语言字符串处理函数库

C语言的字符串处理函数库包括复制函数、拼接函数、比较函数、搜索函数等，这些函数的声明都位于头文件。使用这些函数时，需要使用#include指令将头文件包含到文件中。

复制函数

复制函数的功能是将字符（节）从内存的一处（源）移动到另一处（目的），包括以下几个函数：

void *memcpy(void *s1, const void *s2, size_t n);
void *memmove(void *s1, const void *s2, size_t n);
char *strcpy(char *s1, const char *s2);
char *strncpy(char *s1, const char *s2, size_t n);

上述函数的第一个参数都为复制的目的，而第二个参数都为复制的源。

memcpy函数从字节数组s2向s1复制n个字节。如果源和目的有重叠，那么使用memcpy会有问题。memmove函数可以在源和目的重合时正常处理，在其他方面与memcpy相同。

strcpy将一个以空字符结尾的字符串s2复制给s1。strncpy跟strcpy一样，只不过它限制了复制的字符的个数，最多复制n个字符。如果n过小，那么strncpy就不能复制末尾的空字符，如果n比源字符串长度大，strncpy在遇到空字符后会不断向目的字符串追加空字符，直到达到n个。同时strcpy和strncpy在源和目的重叠时也会有问题的。

memcpy、memmove和strncpy函数可用于包括字符在内的任何内存块，而strcpy函数只适合字符串，它会持续复制字符，直到遇到源字符中的空字符为止。

/**************************************
 * string_copy_function.c             *
 *                                    *
 * C语言字符串处理函数库中的复制函数  *
 **************************************/

#include 
#include 

#define PRINT(dest, i, n) for(i = 0; i < n; i++) printf("%c, ", dest[i]);

int main()
{
  char source[] = {'h', 'o', 't', '\0', 't', 'e', 'a'};
  char dest[7];

  memcpy(dest, source, 3);
  int i = 0;
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memcpy(dest, source, 4);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memcpy(dest, source, 7);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memset(dest, '\0', sizeof(dest));

  memmove(dest, source, 3);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memmove(dest, source, 4);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memmove(dest, source, 7);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memset(dest, '\0', sizeof(dest));
  strcpy(dest, source);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  memset(dest, '\0', sizeof(dest));
  strncpy(dest, source, 3);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  strncpy(dest, source, 4);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  strncpy(dest, source, 7);
  PRINT(dest,i,7);
  printf("\n");

  return 0;
}

拼接函数

拼接函数包括以下两个函数：

char *strcat(char *s1, const char *s2);
char *strncat(char *s1, const char *s2, size_t n);

strcat函数将它的第二个参数s2追加到第一个参数s1的末尾。s1和s2必须都是以空字符结尾的字符串。strcat会用s2的第一个字符覆盖s1的空字符，并在拼接字符串的后边添加空字符。strncat与strcat功能相同，只是限制了从s2中取出拼接到s1的字符个数。

/**************************************
 * string_cat_function.c              *
 *                                    *
 * C语言字符串处理函数库的拼接函数    *
 **************************************/

#include 
#include 

int main()
{
  char str[7] = "tea";
  puts(str);

  strcat(str, "bag");
  puts(str);

  char str1[7]= "tea";
  strncat(str1, "bag", 2);
  puts(str1);

  char str2[7] = "tea";
  strncat(str2, "bag", 3);
  puts(str2);

  char str3[7] = "tea";
  strncat(str3, "bag", 4);
  puts(str3);

  return 0;
}

比较函数

比较函数包括以下几种：

int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);
int strcmp(const char *s1, const char *s2);
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);
int strcoll(const char *s1, const char *s2);
size_t strxfrm(char *s1, const char *s2, size_t n);

memcmp、strcmp和strncmp函数以指向字符（字节）数组的指针为参数，逐个比较两个字符（字节）数组的每个字符。根据比较结束时第一个字符（字节）数组中的字符（字节）是小于、等于或大于第二个字符（字节）数组中的字符（字节）而返回-1，0或1。三个函数的主要区别是在于何时结束比较，如果第一个不同的字符在memcmp和strncmp的范围n之内，则三者相同。否则，strcmp在遇到空字符停止比较，memcmp不关心空字符，在比较的字节数达到n个时停止比较，strncmp结合了上述两个函数的特点，在达到n个字符或遇到空字符时停止比较。

strcroll和strcmp功能相似，只不过比较结果依赖于本地化设置（根据不同的地点比较结果不同）。然而strcoll函数的速度不是很快，当这是个问题或者希望在改变本地设置而不影响比较结果的话，可以使用strxfrm函数，strxfrm将第二个参数进行本地化转换，并将转换结果放在第一个参数，参数n限制了转换的字符个数。

/***************************************
 * string_cmp_function.c               *
 *                                     *
 * C语言字符串处理函数库的比较函数     *
 ***************************************/

#include 
#include 
#include 

int main()
{
  char s1[] = {'b', 'i', 'g', '\0', 'c', 'a', 'r'};
  char s2[] = {'b', 'i', 'g', '\0', 'c', 'a', 't'};

  if (memcmp(s1, s2, 3) == 0)
    printf("memcmp(3): s1和s2的前%d个字符相同\n", 3);
  else
    printf("memcmp(3): s1和s2的前%d个字符不完全相同\n", 3);

  if (memcmp(s1, s2, 4) == 0)
    printf("memcmp(4): s1和s2的前%d个字符相同\n", 4);
  else
    printf("memcmp(4): s1和s2的前%d个字符不完全相同\n", 4);

  if (memcmp(s1, s2, 7) == 0)
    printf("memcmp(7): s1和s2的前%d个字符相同\n", 7);
  else
    printf("memcmp(7): s1和s2的前%d个字符不完全相同\n", 7);

  if (strcmp(s1, s2) == 0)
    printf("strcmp: s1和s2字符串相同\n");
  else
    printf("strcmp: s1和s2字符串不同\n");

  if (strncmp(s1, s2, 3) == 0)
    printf("strncmp(%d): s1和s2字符串相同\n", 3);
  else
    printf("strncmp(%d): s1和s2字符串不相同\n", 3);

  if (strncmp(s1, s2, 4) == 0)
    printf("strncmp(%d): s1和s2字符串相同\n", 4);
  else
    printf("strncmp(%d): s1和s2字符串不同\n", 4);

  if (strncmp(s1, s2, 7) == 0)
    printf("strncmp(%d): s1和s2字符串相同\n", 7);
  else
    printf("strncmp(%d): s1和s2字符串不同\n", 7);

  if (strcoll(s1, s2) == 0)
    printf("strcoll: s1和s2字符串相同\n");
  else
    printf("strcoll: s1和s2字符串不同\n");

  char original[] = "HelloWorld";
  printf("original: %s\n", original);
  size_t len = strxfrm(NULL, original, 0);
  char *transformed = malloc(len + 1);
  strxfrm(transformed, original, len);
  printf("transformed: %s\n", transformed);

  return 0;
}

搜索函数

搜索函数包括以下几个：

void *memchr(const void *s, int c, size_t n);
char *strchr(const char *s, int c);
char *strrchr(const char *s, int c);
char *strpbrk(const char *s1, const char *s2);
size_t strcspn(const char *s1, const char *s2); 
size_t strspn(const char *s1, const char *s2);
char *strstr(const char *s1, const char *s2);
char *strtok(char *s1, const char *s2);

strchr函数在字符串s中搜索字符c，它会返回一个指向s中第一个字符c的指针，如果没找到，则返回空指针。当遇到空字符时停止搜索。
memchr函数在搜索了n个字符后停止搜索，返回第一个字符c的指针，若未找到，则返回空指针。
strrchr与strchr类似，只是从字符串s的空字符开始，反向搜索字符c。如果找到，则返回反向第一个字符c的地址，若未找到返回空指针。
strpbrk函数从s1中寻找与s2中任意一个字符匹配的第一个字符，并返回指向它的指针。若找不到，则返回空。
strspn函数从字符串s1中搜索字符集s2，并返回字符组中第一个不属于给定字符集中的字符的下标，而strcspn函数返回第一个属于给定字符集中的字符的下标。
strstr函数在字符串s1中搜索字符串s2，返回找到的第一处匹配子串的指针，如果找不到，则返回空。
strtok函数在s1中搜索，查找一个非空字符序列（称作记号），这个序列不包括s2中指定的字符。将找到的记号后面的那个字符替换为一个空字符标记该记号的末尾，然后返回一个指向该记号的首字符的指针。使用strtok(NULL，s2)就可以继续上一次的strtok函数调用，直到其返回一个空指针为止。

/**************************************
 * string_search_function.c           *
 *                                    *
 * C语言字符串函数库的搜索函数        *
 **************************************/

#include 
#include 
#include 

int main()
{
  char *p = NULL;
  char str[] = "Form follows functions";

  p = strchr(str, 'f');
  int index = -1;
  if (p != NULL)
  {
    index = p - str;
    printf("f字符第一次出现在第%u个字符\n", (unsigned int)(index));
  }

  p = strchr(p + 1, 'f');
  if (p != NULL)
  {
    index = p - str;
    printf("f字符第二次出现在第%u个字符\n", (unsigned int)(index));
  }

  p = memchr(str,'f', 5);
  if (p == NULL)
    printf("字符串的前5个字符没有字符'f'\n");

  p = strrchr(str, 'f');
  if (p != NULL)
  {
    index = p - str;
    printf("f字符反向第一次出现在第%u个字符\n", (unsigned int)(index));
  }

  p = strpbrk(str, "mn");
  if (p != NULL)
  {
    index = p - str;
    printf("m或n第一次出现的位置为%u,字符为%c\n", (unsigned int)index, *p);
  }

  int index2 = strspn(str, "mn");
  if (index >= 0)
    printf("第一个既不是m也不是n的字符位置为%d\n", index2);
  index2 = strcspn(str, "mn");
  if (index2 >= 0)
    printf("第一个m或n出现的字符位置为%d,为字符%c\n", index2, str[index2]);

  char day[] = "April 28, 1998";
  p = strtok(day, " ");
  printf("month: %s,", p);
  p = strtok(NULL,", ");
  printf("day: %s,", p);
  p = strtok(NULL, " ");
  printf("year: %s\n", p);
  return 0;
}

其他函数

memset函数将一个字符的多个副本存储到指定的内存区域，其原型为：

void *memset(void *s, int c, size_t n);

strlen返回字符串的长度，不包括字符串末尾的空字符，其原型为

size_t strlen(const char *s);

strerror当输入存储在errno的错误码时，会返回一个指向描述这种错误的字符串的指针。其原型为

char *strerror(int errnum);

/**************************************
 * string_other_function.c            *
 *                                    *
 * C语言字符串处理函数中的其他函数    *
 *************************************/

#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
  int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  int i = 0;
  for (; i < 10; i++)
    printf("%d ", a[i]);
  printf("\n");

  memset(a, 0, sizeof(a));
  for (i = 0; i < 10; i++)
    printf("%d ", a[i]);
  printf("\n");

  char temp[] = "hello world";
  printf("temp字符数: %u\n",(unsigned)strlen(temp));
  printf("temp: %s\n", temp);
  memset(temp, '\0', sizeof(temp));
  printf("temp: %s\n", temp);

  sqrt(-1);
  puts(strerror(errno));
  return 0;
}

参考文献

1. K.N. King 著，吕秀峰 译. C语言程序设计-现代方法. 人民邮电出版社