一万字带你详解C语言字符函数、字符串函数、内存函数
文章目录
- 前言
- 一、求字符串长度
-
- strlen
- 二、长度不受限制的字符串函数
-
- strcpy
- strcat
- strcmp
- 三、长度受限制的字符串函数
-
- strncpy
- strncat
- strncmp
- 四、字符串查找
-
- strstr
- strtok
- 五、错误信息报告
-
- strerror
- perror
- 六、字符操作函数
-
- 1、字符分类函数
-
- isdigit
- islower
- 2、字符转换函数
-
- tolower
- 七、内存操作函数
-
- memcpy
- memmove
- memset
- memcmp
- 八、函数的模拟实现
-
- strlen
-
- 1、计数器的版本(需要临时变量)
- 2、递归版本(不使用临时变量)
- 3、指针版本(指针-指针)
- strcpy
- strcat
- strstr
- strcmp
- memcpy
- memmove
前言
C语言对于字符和字符串的处理是很频繁的，但是C语言本身没有字符串类型，字符串通常放在常量字符串或者字符数组中。
一、求字符串长度
strlen
函数原型和头：
函数的返回值：
功能:
#include⭕ 输出结果：
分析结果：
▶ “abc” 这种类型的字符串有4个元素 - > ‘a’ ‘b’ ‘c’ ‘\0’
这里说明了strlen这个函数在求字符串长度时计算的是 ‘\0’ 之前的字符，且以 ‘\0’ 为字符串的结束标志
▶ { ‘a’, ‘b’, ‘c’ } 这种类型的字符串只有3个元素 -> ‘a’, ‘b’, ‘c’
这里的结果是一个随机数，因为字符串里并没有 ‘\0’ 作为结束标志，所以它会继续往下数
❓ 观察以下代码，输出的结果是什么
#include⭕ 输出结果：
分析结果：
strlen函数的返回值类型无符号的
总结：
▶ 字符串以 ‘\0’ 作为结束标志，strlen函数的返回值是在字符串中 ‘\0’ 前面出现的字符个数(不包含 ‘\0’ )
▶ 参数指向的字符必须要以 ‘\0’ 结束
▶ 注意函数的返回值为size_t，是无符号的(易错)
二、长度不受限制的字符串函数
strcpy
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 输出结果：hello
分析结果：strcpy会把源字符串中的内容拷贝到目标空间，并返回目标空间的起始位置
❓ strcpy在拷贝的过程中是以 ‘\0’ 为结束标志吗
验证如下
#include⭕ 结果：
分析：
strcpy在拷贝字符串时是以’\0’为标志的，且会将’\0’也拷贝
❓ 当原字符串要拷贝的空间比目标字符串的空间大时
#include⭕ 结果：
❓ 目标空间为常量字符串时
#include⭕ 结果：
总结：
▶ 源字符串必须以 ‘\0’ 结束
▶ strcpy在拷贝的过程中是以 ‘\0’ 为结束标志，且会将 ‘\0’ 也拷贝
▶ 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串
▶ 目标空间必须可变
strcat
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 输出结果：
分析结果：
从结果可以知道源字符串在追加时会找到目标字符串最后的 ‘\0’ 并将它给覆盖，然后开始追加
❓ 在源字符串追加给目标字符串时，源字符串的 ‘\0’ 会不会也追加
验证如下
#include⭕ 结果：
❓ strcat能不能自己给自己追加
#include⭕ 结果：
分析：
总结：
▶ 源字符串必须以 ‘\0’ 结束
▶ 目标空间必须足够大，以足以容纳字符串
▶ 目标字符串必须可修改
▶ 不能自己追加自己
strcmp
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
❌ 字符串的比较
#include 分析：
✔ 字符串的比较
#include 分析：
三、长度受限制的字符串函数
strncpy
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果：
❓ 当指定的个数num大于源字符串时
#include⭕ 结果：
总结：
▶ 拷贝num个字符从源字符串到目标空间
▶ 如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后面追加0,直到num个
strncat
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果：
❓ strncat能否自己给自己追加
#include⭕ 结果和分析：
strncmp
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果：
四、字符串查找
strstr
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果：
分析：
strstr在目标字符串中查找子串，如果找到了就返回目标字符串中首次出现的源字符串的地址，否则返回一个空指针
strtok
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
函数详解：
▶ strDelimit的参数是一个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
▶ strToken指定一个字符串，它包含了0个或者多个由strDelimit串中一个或者多个分隔符分割的标记
▶ strtok函数找到strToken中的下一个标记，并将其用 \0 结尾，返回一个指向这个标记的指针(注：strtok函数会改变被操作的字符串，所以在使用strtok函数切分的字符串一般都是临时拷贝的内容并且可修改)
▶ strtok函数的第一个参数不为NULL，函数将找到strToken中的第一个标记，strtok函数将保存它在字符串中的位置
▶ strtok函数的第一个参数为NULL，函数将在同一个字符串中被保存的位置开始，查找下一个标记
▶ 如果字符串中不存在更多的标记，则返回NULL指针
▶ strtok函数被调用一次，只会切割一次，所以想要切割多次，就需要多次调用
#include⭕ 结果与分析：
✔ 但是我们通常会将多次分割的这个操作使用循环来实现，非常的妙啊 ！！！
#include五、错误信息报告
strerror
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
函数详解：
在调用库函数失败时，都会设置错误码
C语言中有一个全局的错误码 -> int errno ，只要调用库函数发生了错误，就会把错误码放到errno里去
这里strerror就会把错误码翻译成对应的错误信息，然后再把错误信息以字符串首地址返回回来
通常strerror都会和errno一起使用
使用errno需要头文件errno.h
#include⭕ 结果与分析：
❓ 具体是怎么用的
注：以下所使用的对文件操作的一些函数会在后面进行了解
#include⭕ 结果：
perror
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果与分析：
六、字符操作函数
1、字符分类函数
注：简单介绍几个，其余的函数可以照猫画虎
isdigit
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#includeislower
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include2、字符转换函数
| 函数 | 功能 |
|---|---|
| tolower | 大写转小写 |
| toupper | 小写转大写 |
tolower
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果：
七、内存操作函数
memcpy
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果：
❓ 我们注意到memcpy的前2个参数是void*类型的，那是不是说它可以拷贝不同的数据
#include⭕ 结果：
❓ 对于strcpy函数在拷贝字符串时,如果遇到’\0’它会停止拷贝,那么思考memcpy在拷贝字符串时遇到’\0’是否也会停止
#include⭕ 结果：
这里有一个场景 ❓
#include⭕ 结果与分析：
memmove
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果与分析：
memset
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include⭕ 结果与分析：
❓ 使用memset设置一个10个元素的数组的元素为1
#include⭕ 结果：
memcmp
函数原型和头：
函数的返回值：
功能：
#include八、函数的模拟实现
strlen
1、计数器的版本(需要临时变量)
#include❗ 缺陷和不足：
❌ 在my_strlen函数里对指针直接进行解引用这是不安全的，因为指针一定得是有效的
❌ my_strlen函数的功能是求字符串的长度，而这个my_strlen函数有权限去改变字符串里的内容，因此这是不安全的
❌ my_strlen这个函数的返回值是int，如果返回的是一个负数，那可能就当场懵逼
优化
✔ 使用断言assert，需要引头文件
✔ 使用const对str进行限制
✔ 将函数的返回值int更改为size_t
✔ 对代码整体进行更简洁的优化
#include2、递归版本(不使用临时变量)
#include3、指针版本(指针-指针)
字符串长度 = '\0’的地址 - 首元素的地址
#includestrcpy
#include❗ 缺陷和不足：
❌ 在my_strcpy函数里对指针直接进行解引用这是不安全的，因为指针一定得是有效的
❌对于my_strcpy这个函数的2个参数，其一是目标字符串，其二是源字符串，目标字符串必须保证可被修改，而源字符串不能被修改
❌ 这里是先把除 ‘\0’ 其它字符先拷贝，再拷贝 ‘\0’
❌ 这个函数的返回值是void，而在库里是char*，返回的是目标字符串的首地址 ：
优化
✔ 使用断言assert，需要引头文件
✔ 使用const对str2进行限制
✔ 将 ‘\0’ 和其它字符一起进行拷贝
✔ 将函数的返回值设置为char*
#includestrcat
#includestrstr
#include⭕ 分析：
▶ 考虑到如果查找失败的情况，不一定是找不到子串，所以要从新再匹配直到*father == '\0’就找不到子串
▶ 需要定义2个指针f1(指向father首地址)和s2(指向son首地址)来帮我们往下去匹配
▶ 如果匹配失败指针要回到该回到的地方
对于s2：s2 = son
对于f1：这里就还需要另1个指针ret(指向fther首地址)来记录，每一次匹配失败，都让ret++，然后f1 = ret
拓展：KMP算法 - 字符串查找算法 - 大家可以了解一下
strcmp
#include⭕ 优化冗余：
#includememcpy
#include❗ 注意:
❓ my_memcpy能否拷贝重叠的内存空间
#include⭕ 结果：
memmove
❓ 相信小伙伴们都很好奇memmove是怎么处理内存重叠的情况的
分析一波
#include