C语言进阶之字符函数和字符串函数
重点介绍处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项
- 求字符串长度
strlen
- 长度不受限制的字符串函数
strcpy
strcat
strcmp
- 长度受限制的字符串函数介绍
strncpy
strncat
strncmp
- 字符串查找
strstr
strtok
- 错误信息报告
strerror
- 字符操作
- 内存操作函数
memcpy
memmove
memset
memcmp
前言
C语言中对字符和字符串的处理很是频繁，但是C语言本身是没有字符串类型的，字符串通常放在 常量字符串 中或者 字符数组中。
字符串常量 适用于那些对它不做修改的字符串函数.
一. 函数介绍
1. 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（ 易错 ）
- 学会strlen函数的模拟实现
注:
#include
#include
int main()
{
const char*str1 = "abcdef";
const char*str2 = "bbb";
if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)//出现负数时，该程序出现bug
//if(strlen(str2)-strlen(str1))这种
//或者if((int)strlen(str2)-(int)strlen(str1)>0)这种才不会
{
printf("str2>str1\n");
}
else
{
printf("srt1>str2\n");
}
return 0;
} 2. strcpy
char* strcpy(char * destination, const char * source );- Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null character (and stopping at that point).
- 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。
- 学会模拟实现。
3. strcat
char * strcat ( char * destination, const char * source );- Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character in destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end of the new string formed by the concatenation of both in destination.
- 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。
- 从被追加的字符串的\0处开始追加
- 字符串自己给自己追加，程序崩溃
4. strcmp
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );- This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character is reached.
- 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
第一个字符串等于第二个字符串，则返回0
第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字
比较的对应位置上的字符大小
5. strncpy
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
- Copies the first num characters of source to destination. If the end of the source C string (which is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied, destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it.
- 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，在目标的后边追加0，直到num个。
6. strncat
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
- Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.
- If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied.
- 从被追加字符串的\0处开始追加
- 追加完新的字符串以后会立马放上一个\0，如果被追加的字符串长度大于追加的字符串长度，且当追加的个数是是整个追加的字符串时（当追加的个数不足以覆盖被追加的字符串也是这样），被追加的字符串剩余部分会在追加完以后的\0的后面
- 如果追加的字符串长度大于被追加的长度并且全部追加时，也就最多是把追加的\0给到被追加的字符串，当把\0追加完以后不再继续追加（同理追加的个数多于追加的字符串长度时，也是这种情况）
/* strncat example */
#include
#include
int main ()
{
char str1[20];
char str2[20];
strcpy (str1,"To be ");
strcpy (str2,"or not to be");
strncat (str1, str2, 6);
puts (str1);//TO be or not
return 0;
}
7. strncmp
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );- 比较到出现另个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完。
/* strncmp example */
#include
#include
int main ()
{
char str[][5] = { "R2D2" , "C3PO" , "R2A6" };
int n;
puts ("Looking for R2 astromech droids...");
for (n=0 ; n<3 ; n++)
if (strncmp (str[n],"R2xx",2) == 0)
{
printf ("found %s\n",str[n]);
}
return 0;
}
8. strstr
char * strstr ( const char *str1, const char * str2);- Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.
- 查找部分字符串，涉及到BF和KMP算法
/* strstr example */
#include
#include
int main ()
{
char str[] ="This is a simple string";
char * pch;
pch = strstr (str,"simple");
strncpy (pch,"sample",6);
puts (str);
return 0;
} 9. 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
- 第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中一个或者多个分隔符分割的标 记。
- 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。（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str中第一个标记，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。
1. 第一个指针变量参数要传进去的是已被复印需要被切割的字符串的首地址，第二个指针变量参数要接收的是标记符数组的首地址，当还有标记需要去切割该字符串时，后面调用这个函数时，第一个指针变量参数要传进去的是NULL（ 空指针 ） ，第二个指针变量参数仍然是标记符数组的首地址
2. strtok函数找第一个标记的时候，函数第一个参数不是NULL
3. strtok函数找非第一个标记的时候，函数的第一个参数是NULL
/* strtok example */
#include
#include
int main ()
{
char str[] ="- This, a sample string.";
char * pch;
printf ("Splitting string \"%s\" into tokens:\n",str);
pch = strtok (str," ,.-");
while (pch != NULL)
{
printf ("%s\n",pch);
pch = strtok (NULL, " ,.-");
}
return 0;
} #include
int main()
{
char *p = "[email protected]";
const char* sep = ".@";
char arr[30];
char *str = NULL;
strcpy(arr, p);//将数据拷贝一份，处理arr数组的内容
for(str=strtok(arr, sep); str != NULL; str=strtok(NULL, sep))
{
printf("%s\n", str);
}
} 10. strerror
char * strerror ( int errnum );返回错误码，所对应的错误信息。（翻译错误码所对应的错误信息）
/* strerror example : error list */
#include
#include
#include //必须包含的头文件
int main ()
{
FILE * pFile;
pFile = fopen ("unexist.ent","r");
if (pFile == NULL)
printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n",strerror(errno));
//errno: Last error number
return 0;
}
Edit & Run
//C语言可以操作文件
//打开文件 - fopen
//errno类似于全局变量，其他程序也可以修改，共用的
//当库函数使用的时候，发生错误会把errno这个全局的错误变量设置为本次执行库函数产生的错误码
//errno是C语言提供的一个全局变量，可以直接使用，放在errno.h文件中的 字符分类函数：
| 函数 | 如果他的参数符合下列条件就返回真 |
| iscntrl | 任何控制字符 |
| isspace | 空白字符：空格‘ ’，换页‘\f’，换行'\n'，回车‘\r’，制表符'\t'或者垂直制表符'\v' |
| isdigit | 十进制数字 0~9 |
| isxdigit | 十六进制数字，包括所有十进制数字，小写字母a~f，大写字母A~F |
| islower | 小写字母a~z |
| isupper | 大写字母A~Z |
| isalpha | 字母a~z或A~Z |
| isalnum | 字母或者数字，a~z,A~Z,0~9 |
| spunct | 标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印） |
| isgraph | 任何图形字符 |
| isprint | 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符 |
PS：常用来判断字符
字符转换：
int tolower ( int c );//把大写字母转小写字母
int toupper ( int c );//把小写字母转大写字母/* isupper example */
#include
#include
int main ()
{
int i=0;
char str[]="Test String.\n";
char c;
while (str[i])
{
c=str[i];
if (isupper(c))
c=tolower(c);
putchar (c);
i++;
}
return 0;
} 11. memcpy
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
- 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
- 这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
- 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
- 和strcpy不同，不在乎是否是字符串，只要是在内存里放的数据，就可以拷贝
- 实际上拷贝的单位是空间大小，也就是字节，通过拷贝空间大小来拷贝数据，传的num是要复制多大空间里的数据
/* memcpy example */
#include
#include
struct {
char name[40];
int age;
} person, person_copy;
int main ()
{
char myname[] = "Pierre de Fermat";
/* using memcpy to copy string: */
memcpy ( person.name, myname, strlen(myname)+1 );
person.age = 46;
/* using memcpy to copy structure: */
memcpy ( &person_copy, &person, sizeof(person) );
printf ("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age );
return 0;
}
12. memmove
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );- 和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
- 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。
/* memmove example */
#include
#include
int main ()
{
char str[] = "memmove can be very useful......";
memmove (str+20,str+15,11);
puts (str);
return 0;
}
13. memcmp
int memcmp ( const void * ptr1,
const void * ptr2,
size_t num );- 比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节
- 注意是一个字节一个字节的比
- 返回值如下：
/* memcmp example */
#include
#include
int main ()
{
char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
int n;
n=memcmp ( buffer1, buffer2, sizeof(buffer1) );
if (n>0) printf ("'%s' is greater than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
else if (n<0) printf ("'%s' is less than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
else printf ("'%s' is the same as '%s'.\n",buffer1,buffer2);
return 0;
}
14. memset
void *memset( void *dest, int c, size_t count );
该函数是将内存中的数据设置为你想要的数据
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
memset(arr, 'x', 10);
//xx xx xx xx xx xx xx xx xx xx 00 00 04 00 00 00 ...
return 0;
}二. 库函数的模拟实现
1. 模拟实现strlen
三种方式：
方式1：
//计数器方式
int my_strlen(const char * str)
{
int count = 0;
while(*str)
{
count++;
str++;
}
return count;
}方式2：
//不能创建临时变量计数器
int my_strlen(const char * str)
{
if(*str == '\0')
return 0;
else
return 1+my_strlen(str+1);
}
方式3：
//指针-指针的方式
int my_strlen(char *s)
{
char *p = s;
while(*p != ‘\0’ )
p++;
return p-s;
}
2. 模拟实现strcpy
参考代码：
//1.参数顺序
//2.函数的功能，停止条件
//3.assert
//4.const修饰指针
//5.函数返回值
//6.题目出自《高质量C/C++编程》书籍最后的试题部分
char *my_strcpy(char *dest, const char*src)
{
char *ret = dest;
assert(dest != NULL);
assert(src != NULL);
while((*dest++ = *src++))
{
;
}
return ret;
}3. 模拟实现strcat
参考代码：
char *my_strcat(char *dest, const char*src)
{
char *ret = dest;
assert(dest != NULL);
assert(src != NULL);
while(*dest)
{
dest++;
}
while((*dest++ = *src++))
{
;
}
return ret;
}4. 模拟实现strstr
注：研究KMP算法。
char * strstr (const char * str1, const char * str2)
{
char *cp = (char *) str1;
char *s1, *s2;
if ( !*str2 )
return((char *)str1);
while (*cp)
{
s1 = cp;
s2 = (char *) str2;
while ( *s1 && *s2 && !(*s1-*s2) )
s1++, s2++;
if (!*s2)
return(cp);
cp++;
}
return(NULL);
}
5. 模拟实现strcmp
参考代码：
int my_strcmp (const char * src, const char * dst)
{
int ret = 0 ;
assert(src != NULL);
assert(dest != NULL);
while( ! (ret = *(unsigned char *)src - *(unsigned char *)dst) && *dst)
++src, ++dst;
if ( ret < 0 )
ret = -1 ;
else if ( ret > 0 )
ret = 1 ;
return( ret );
}
6. 模拟实现memcpy
参考代码：
void * memcpy ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
void * ret = dst;
assert(dst);
assert(src);
/*
* copy from lower addresses to higher addresses
*/
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
return(ret);
}
7. 模拟实现memmove
参考代码：
void * memmove ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
void * ret = dst;
if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count)) {
/*
* Non-Overlapping Buffers
* copy from lower addresses to higher addresses
*/
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
}
else {
/*
* Overlapping Buffers
* copy from higher addresses to lower addresses
*/
dst = (char *)dst + count - 1;
src = (char *)src + count - 1;
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst - 1;
src = (char *)src - 1;
}
}
return(ret);
}