C语言进阶篇3---》常用字符串库函数(1)（常用字符串库函数的使用和模拟实现“专栏”）

 前言：Hello大家好，我是@每天都要敲代码！今天就出一期关于常用字符串库函数专栏：(strlen、strcpy、strcat、strcmp、strstr、strtok、strerror、perror)包括它的使用和部分模拟实现；让你真正了解关于字符串的常用操作！

目录

1.  求字符串长度库函数strlen

1.1 strlen库函数的一般使用

1.1.1 strlen用来求字符串长度

1.1.2  利用strlen的返回值特性比较大小

1.2 strlen库函数的模拟实现

1.2.1 计数器法

1.2.2 函数递归法 

1.2.3 指针-指针法

2. 拷贝字符串库函数strcpy

2.1 strcpy和strncpy库函数的一般使用

2.1.1 strcpy库函数的使用

2.1.2 strncpy库函数的使用

2.2 strcpy库函数的模拟实现

方法1：

方法2：

方法3：

3. 追加字符串库函数strcat

3.1 strcat和strncat库函数的一般使用

3.1.1 strcat库函数的使用

3.1.2 strncat库函数的使用

3.2 strcat库函数的模拟实现

方法1：

方法2： 

4. 字符串比较库函数strcmp

4.1 strcmp和strncmp库函数的一般使用

4.1.1 strcmp库函数的使用

4.1.2 strncmp库函数的使用

4.2 strcmp库函数的模拟实现

方法1： 

5. 判断是不是子串库函数strstr

5.1 strstr库函数的一般使用

5.2 strstr库函数的模拟实现

6. 切割字符串库函数strtok

6.1 strtok库函数的一般使用

7. 打印错误信息库函数strerror

7.1 strerror库函数的一般使用

1、简单理解

2、实际应用 

7.2 补充perror库函数打印错误信息 

8. 其他常见库函数补充

例题1： 判断十进制数字字符库函数isdigit

例题2： 判断大小写字母字符库函数islower和isupper

例题3： 大小字母字符转换库函数tolower和toupper 

总结： 

---

1.  求字符串长度库函数strlen

❤️size_t strlen ( const char * str )

⭐️字符串以 '\0' 作为结束标志，strlen函数返回的是在字符串中 '\0' 前面出现的字符个数（不包含 '\0' )。
⭐️参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。
⭐️注意函数的返回值为size_t，是无符号的

更详细的了解我们在《strlen库函数》这篇博客里有更多的解释，这里的模拟实现就不在过多赘述，直接上代码使用：

1.1 strlen库函数的一般使用

1.1.1 strlen用来求字符串长度

我们通过调试发现，对于字符串的存储，默认是有\0的；我们在用strlen计算长度时，不包括\0；只计算\0前面的字符个函数；所以最终结果就是4！

1.1.2  利用strlen的返回值特性比较大小

我们已经知道strlen的返回值是size_t，是无符号的；所以我们和有符号数比较大小时，就需要先把有符号数转换成无符号数之后；在比较大小：

比如这个例题：如果我们不了解strlen返回的是无符号数，直接比较大小，结果就是6>-1，打印>；但实际上结果确实< ！我们需要把有符号数-1转换成无符号数；然后在比较大小：

所以最终结果是：<

1.2 strlen库函数的模拟实现

1.2.1 计数器法

1.2.2 函数递归法 

1.2.3 指针-指针法

2. 拷贝字符串库函数strcpy

❤️char* strcpy(char * destination, const char * source )
⭐️源字符串必须以 '\0' 结束。
⭐️会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间。
⭐️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。
更详细的了解我们在《strcpy库函数》这篇博客里有更多的解释，这里的模拟实现就不在过多赘述，直接上代码使用：

2.1 strcpy和strncpy库函数的一般使用

这里我们就暂且明白一点：

1、strcpy是长度不受限制的字符串函数，语法是：strcpy(数组1，数组2)，拷贝的时候会把\0也拷贝过去！

2、strncpy是长度受限制的字符串函数，语法是：strncpy(数组1，数组2，n)，能用做自己拷贝自己。拷贝的时候不会把\0拷贝过去！

2.1.1 strcpy库函数的使用

在拷贝的时候要注意最重要的两点：
1.要拷贝的必须包括\0，把\0也要拷贝过去；
2.原来的字符串必须足够大，这样才能把所需字符串拷贝过去；

要是原来里面没有数据，当然会直接拷贝过去；要是原来有数据，会进行覆盖。这里只是拷贝，并不是追加！

2.1.2 strncpy库函数的使用

第一种情况：拷贝的长度 < 字符串本身的长度

​

第二种情况：拷贝的长度 > 字符串本身的长度

当然，我们也可以用strncpy来自己拷贝自己，但是没有什么实际意义！我们只需要明确一点strncpy并不会把\0拷贝过去；但是当拷贝的长度>字符串本身的长度时，它会利用\0进行填充凑个数，强行凑够你要拷贝的字符元素个数！

2.2 strcpy库函数的模拟实现

方法1：

方法2：

方法3：

3. 追加字符串库函数strcat

❤️char * strcat ( char * destination, const char * source )

⭐️源字符串必须以 '\0' 结束。
⭐️目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
⭐️目标空间必须可修改。

3.1 strcat和strncat库函数的一般使用

这里我们就暂且明白一点：

1、strcat是长度不受限制的字符串追加函数，语法是：strcat(数组1，数组2)。会把\0也传过去！

2、strncat是长度受限制的字符串追加函数，语法是：strncat(数组1，数组2，n)，能用做自己追加自己的串。也会把\0也传过去！

3.1.1 strcat库函数的使用

追加时的注意点：
1.数组arr1和数组arr2都要有\0；追加是从arr1的\0开始追加的，用arr2的首地址来覆盖掉arr1的\0，同时把arr2的\0也会追加过来；
2.arr1数组的大小要足够大；

从这里我们也能看出为什么strcat不能自己追加自己？比如：hello\0自己拷贝自己；hello我们找\0替换成h，下次又到\0又要用h来替换；造成了死循环！

3.1.2 strncat库函数的使用

1、用来追加任意长度的字符串

 第一种情况：追加的长度 < 字符串本身的长度

第二种情况：追加的长度 > 字符串本身的长度

2、用来自己追加自己 

1、相对于strcat库函数，strncat库函数更加的安全；strncat也拥有strcat的功能，而且比strcat更加的强大；可以自己追加自己的串！

2、如果字符串为hello：它的长度是5，如果我们拷贝3个长度，就是默认在拷贝3个字符以后默认加上\0；如果我们拷贝的长度>5，它拷贝完5个以后也会默认加上\0，终止拷贝！

3、strncpy和strncat的区别： 

（1）strncpy拷贝的时候不会拷贝\0过去，但是strncat追加的时候会默认在后面补充\0；

（2）strncpy拷贝的长度>字符串本身长度时，多出来的元素个数会默认补充\0来填充凑数；但是strncat追加时不会强制填充，字符串长度追加完成后，直接补充\0，结束追加！

3.2 strcat库函数的模拟实现

方法1：

先找到第一个字符串的\0，找到以后就从\0开始追加；把第二个字符串的内容拷贝过来，包括\0 ！

方法2： 

我们发现对strcat函数的返回值也是一个char*指针，和strcpy库函数是一样的；而我们设计的是没有返回值；所以我们可以根据前面strcpy函数的模拟，也定义一个指针记住起始位置。最后返回这个指针就可以啦！

4. 字符串比较库函数strcmp

❤️int strcmp ( const char * str1, const char * str2 )

❤️标准规定：
         ⭐️第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字，>0
         ⭐️第一个字符串等于第二个字符串，则返回0，=0
         ⭐️第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字，<0

❤️比较大小并不是长度的比较，而是每一个字符的比较，根据它的ASCII码，来比较大小 

4.1 strcmp和strncmp库函数的一般使用

这里我们就暂且明白一点：

1、strcmp是长度不受限制的字符串比较函数，语法是：strcmp(数组1，数组2)。能用做自己比较自己的串。

2、strncmp是长度受限制的字符串比较函数，语法是：strncmp(数组1，数组2，n)，也能用做自己比较自己的串。

4.1.1 strcmp库函数的使用

我们从前面strcmp ( const char * str1, const char * str2 )就可以看出；对于strcmp我们只是用来比较大小，但不改变其中的元素；所以我们可以定义为数组的形式；也可以定义为字符常量的形式！

1、定义为数组的形式

2、定义为常量字符串的形式

4.1.2 strncmp库函数的使用

strncmp是任意字符串长度的比较；我们也可以利用strcmp和strncmp都可以用来自己和自己比较的；但是和strcpy一样，并没有实际意义，感兴趣的小伙伴可以自己尝试一下！

4.2 strcmp库函数的模拟实现

方法1： 

我们先理清楚逻辑关系，然后根据这个逻辑关系分析，画出逻辑图：

 具体代码：

strcmp的模拟实现也很简单：

（1）我们就直接比较第一个字符看是否相等，如果相等指针往后走，比较下一个；直到最后两个都遇到\0，那么就返回0。

（2）一旦两者出现不相等的情况，跳出循环，直接返回对应相减的正值或者负值就可以啦！ 

5. 判断是不是子串库函数strstr

❤️char * strstr ( const char *str1, const char * str2)

⭐️判断一个字符串是不是另一个字符串的子串，如果不是返回空指针NULL；是子串就返回起始的地址！

5.1 strstr库函数的一般使用

5.2 strstr库函数的模拟实现

既然找是不是子串，肯定不可能每次都是第一次就找到了；那么就会有一个指针回退的过程，进行下一次的匹配查找；我们先理清楚思路，在画图分析！

1、两个字符串传过来，我们用str1，str2指针进行接收；一直记住初始的起始地址，

2、对于主串，我们需要两个指针：

（1）一个判断字符是否相等，往后走的s1指针；

（2）牵扯到指针回退的过程，但是回退又不是回退到确实位置str1；所以还有一个指针cp，记录刚开始当前时匹配时的起始地址，用做回退！

3、对于子串，我们只需要一个指针：

判断字符是否相等，往后走的s2指针；至于回退，是直接回退到str2指针的位置！

第一步：

1、才开始我们用str1和str2指针来接收字符串，一直记录起始地址；这里就不标出来了！
2、s1和s2是指针往后走用来比较字符是否相等的，才开始不妨都初始化为空指针NULL！
3、cp指针可以作为循环控制条件while(*cp)，如果*cp不为空，就一直找下去，直到我们匹配到和子串一样的！并且cp还会记住s1指针回退时的位置，当然s2回退位置就是str2!

第二步：

1、进入循环后，就把s1初始化为：s1 = cp，s2初始化为：s2 = str2；然后比较*s1和*s2是否相等；a !=b 不相等就让cp++，重新在进行循环赋值！

第三步：

1、还是要重新进入循环，从当前位置进行匹配：还是 先进行s1和s2的赋值：s1 = cp，s2 = str2；然后比较*s1和*s2是否相等；

（1）b == b，就让指针往后走，s1++，s2++；

（2）还是b == b，就让指针往后走，s1++，s2++；

（3）b != c，没匹配上，所以就要让指针cp++；进行下一次的循环！

第四步：

1、还是要重新进入循环，从当前位置进行匹配：还是先进行s1和s2的重新赋值：s1 = cp，s2 = str2；然后比较*s1和*s2是否相等；

（1）b == b，就让指针往后走，s1++，s2++；

（2）还是b == b，就让指针往后走，s1++，s2++；

（3）c == c，就让指针往后走，s1++，s2++；

（4）此时s2指针指向\0；结束匹配，返回cp的地址！

具体代码：

6. 切割字符串库函数strtok

❤️char * strtok ( char * str, const char * sep )

⭐️sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合！

⭐️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函数找到str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。比如：[email protected]\0，每次找到一个分割符都会把它置位\0，并记住当前位置；最终就是：zl\0www\0baidu\0com\0！
⭐️strtok函数的第一个参数不为 NULL ，函数将找到str中第一个标记，strtok函数将保存它在字符串中的位置。具有记忆功能，应该是使用到了static
⭐️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。

6.1 strtok库函数的一般使用

1、常规使用

2、代码优化

 

7. 打印错误信息库函数strerror

❤️char * strerror ( int errnum )

⭐️使用库函数的时候，调用库函数失败时，都会设置错误码；strerror把错误码翻译成对应的错误信息；

⭐️所有的错误码都放到errno里面，是一个全局的的错误码；要想使用，需要包含头文件；

7.1 strerror库函数的一般使用

1、简单理解

2、实际应用 

7.2 补充perror库函数打印错误信息 

区分strerror和perror：perror直接打印错误信息；strerror把错误码转换成错误信息，想要打印在打印！

❤️void perror( const char *string )

⭐️const char *string字符串是自定义的信息；后面会跟上错误的信息！

8. 其他常见库函数补充

例题1： 判断十进制数字字符库函数isdigit

❤️int isdigit( wint_t c )

⭐️判断是不是0-9的数字字符；如果不是就返回0，如果是就返回一个非0的数字！ 

例题2： 判断大小写字母字符库函数islower和isupper

❤️int islower( int c )  和  int isupper( int c )

⭐️判断是不是大写或者小写的字母字符；如果不是就返回0，如果是就返回一个非0的数字！

 

例题3： 大小字母字符转换库函数tolower和toupper 

❤️ int tolower( int c ) 和 int toupper( int c )

⭐️islower是大写字母字符转小写字母字符，isupper是小写字母字符转大写字母字符

总结： 

    这一篇我们主要讲解的是关于字符串库函数的使用和一些库函数的模拟实现；主要包括：求字符串长度strlen、字符串拷贝strcpy、字符串追加strcat、字符串比较strcmp、字符串找strstr、字符串分隔strtok、打印错误信息strerror和perror使用及部分模拟实现！希望对大家有所帮助，下一讲我们将继续学习内存函数的使用和模拟实现！一起加油吧！