【C进阶】字符函数&字符串函数

目录

1、strlen

     1.1、三种模拟实现

2、长度不受限制的字符串函数

      2.1、strcpy

               2.1.1、模拟实现

      2.2、strcat

               2.2.1、模拟实现

      2.3、strcmp

               2.3.1、模拟实现

3、长度受限制的字符串函数

      3.1、strncpy

               3.1.1、模拟实现

      3.2、strncat

               3.2.1、模拟实现

      3.3、strncmp

               3.3.1、模拟实现

4、字符串查找

      4.1、strstr

               4.1.1、模拟实现

      4.2、strtok

5、错误信息报告

      5.1、strerror

6、字符操作

      6.1、字符分类函数

      6.2、字符转换

7、内存操作函数

      7.1、memcpy

               7.1.1、模拟实现

      7.2、memmove

               7.2.1、模拟实现

      7.3、memset

      7.4、memcmp

---

1、strlen

• 功能：求字符串长度

#include
#include
int main()
{
	printf("%d\n", strlen("abcdef"));//6
	return 0;
}

• 注意事项：

1. 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' )。
2. 参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。
3. 注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）

注：

#include
#include
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
		printf(">");
	else
		printf("<=");
	return 0;
}

• 解析：

size_t strlen ( const char * str );

1. strlen库函数的返回类型是size_t，是无符号数。
2. sizeof -- 操作符 -- 计算大小的。而size_t本质：unsigned int，size_t是专门为sizeof的返回类型设计的 。既然size_t是无符号整型的，所以值恒>0
3. 而上述代码中，abc的长度是3，abcdef的长度是6。3-6的值是把-3当成一个无符号数，补码转原码再打印就是一个非常大的正数。所以>

     1.1、三种模拟实现

• 法一：计数器法：

#include 
#include
int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	int count = 0;
	while (*str != '\0')//判断字符串是否结束
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	int len = my_strlen("abcdef");
	printf("%d\n", len);  // 6
	return 0;
}

• 法二：递归法：

#include
int my_strlen(char* s)
{
	if (*s == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(s + 1);
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);  // 6
	return 0;
}

• 法三：指针-指针：

#include
int my_strlen(char* s)
{
	char* p = s;
	while (*p != '\0')
		p++;
	return p - s;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len = my_strlen(arr);  //6
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

2、长度不受限制的字符串函数

2.1、strcpy

• 功能：拷贝字符串

#include
#include
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	//char arr1[] = { 'a','b','c','e','f','\0' };
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxxx";
	strcpy(arr2, arr1);
	//此时arr2="abcdef\0xxxx"
	printf("%s\n", arr2); // abcdef
	return 0;
}

strcpy函数的第一个参数放目的地arr2，第二个参数放源字符串数据arr1。把arr1的内容拷到arr2上。

• 注意事项：

1. 源字符串必须以 '\0' 结束。
2. 会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间。
3. 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。
4. 目标空间必须可变。

2.1.1、模拟实现

#include
#include
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', '\0'};
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
	my_strcpy(arr2, arr1);
	printf("%s\n", arr2); // abcdef
	return 0;
}

2.2、strcat

• 功能：连接字符串

#include
#include
int main()
{
	char arr1[30] = "hello";
	char arr2[] = "world";// {'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
	strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);// helloworld
	return 0;
}

把arr2的字符追加到arr1上去。

• 注意事项：

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

2.2.1、模拟实现

#include
#include
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	//1. 目标空间中的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	//2. 追加内容到目标空间
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[30] = "hello";
	char arr2[] = "world";// {'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
	printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2)); // helloworld
	return 0;
}

2.3、strcmp

• 功能：字符串比较

strcmp是比较的是对应位置上的字符ASCII大小，而不是字符串长度。

#include
#include
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "bbq";
	int ret = strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d\n", ret);  // -1
	return 0;
}

• 注意：

1. 第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字
2. 第一个字符串等于第二个字符串，则返回0
3. 第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字

2.3.1、模拟实现

#include
#include
int my_strcmp(const char* str1, const char*str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
	/*if (*str1 > *str2)
		return 1;
	else
		return -1;*/
}
int main()
{
	char arr1[] = "abc";
	char arr2[] = "abc";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	/*printf("%d\n", ret);*/
	if (ret<0)
	{
		printf("arr10)
	{
		printf("arr1>arr2");
	}
	else
	{
		printf("arr1==arr2");
	}
	return 0;
}

3、长度受限制的字符串函数

3.1、strncpy

• 功能：拷贝指定元素个数的函数

#include
#include
int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "hello bit";
	strncpy(arr1, arr2, 5);
	printf("%s\n", arr1);  //helloxxxxxxxxxxx
}

1. 此函数不受到 '\0' 的影响，拷贝num个字符从源字符串到目标空间。
2. 目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
3. 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。

• 如下：

int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "he";
	strncpy(arr1, arr2, 5);
	printf("%s\n", arr1);  //he\0\0\0 ---》he
}

3.1.1、模拟实现

#include
#include
char* my_strncpy(char* dest, const char* str, size_t n)
{
	assert(dest && str);
	char* ret = dest;
	while (n--)
	{
		*dest++ = *str++;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "abcde";
	printf("%s\n", my_strncpy(arr1, arr2, 4));  // abcdxxxxxx
	return 0;
}

3.2、strncat

• 功能：连接指定元素个数的字符串函数
• strncat从目标字符串从左向右数到第一个 '\0' 的位置开始连接源指定字符串

#include
#include
int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "world";
	printf("%s\n", strncat(arr1, arr2, 3)); //hellowor
	return 0;
}

• 注意：

 

 strncat追加后，会主动在追加后放一个 '\0' 进去，确保其是个字符串。

3.2.1、模拟实现

#include
#include
char* my_strncat(char* dest, const char* str, size_t n)
{
	assert(dest && str);
	char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (n--)
	{
		*dest++ = *str++;
	}
	*dest = '\0';
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello\0xxxxx";
	char arr2[] = "bitxxxxx";
	printf("%s\n", my_strncat(arr1, arr2, 3)); //hellobit
	return 0;
}

3.3、strncmp

• 功能：实现指定位置的字符数比较函数

#include
#include
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcqqqqq";
	printf("%d\n", strncmp(arr1, arr2, 4));//-1
	printf("%d\n", strncmp(arr1, arr2, 3));//0
	return 0;
}

3.3.1、模拟实现

#include
#include
int my_strncmp(char* dest, const char* str, size_t n)
{
	int ret = 0;
	assert(dest && str);
	while (n && !(*dest - *str))
	{
		n--;
		dest++;
		str++;
	}
	if (n && *dest - *str > 0)
		return 1;
	else if (n && *dest - *str < 0)
		return -1;
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcqqqqq";
	printf("%d\n", my_strncmp(arr1, arr2, 3)); //0
	return 0;
}

4、字符串查找

4.1、strstr

功能：判断一个字符串是否为另一字符串的子集，若是，返回从第一个相等一直到末尾

#include
#include
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdef";
	char arr2[] = "bbc";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	if (NULL == ret)
		printf("没找到\n");
	else
		printf("%s\n", ret);  // bbcdef
	return 0;
}

4.1.1、模拟实现

#include
#include
char* my_strstr(const char* str, const char* substr)
{
	const char* s1 = str;
	const char* s2 = substr;
	const char* cur = str;
	assert(str && substr);
	if (*substr == '\0')
	{
		return (char*)str;
	}
	while (*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = substr;
		while (*s1 &&  *s2 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
			return (char*)cur;
		cur++;
	}
	return NULL;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdef";
	char arr2[] = "bbcq";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (NULL == ret)
		printf("没找到\n");  //没找到
	else
		printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

4.2、strtok

• 功能：把一串字符串按照分隔符来切割
• 注意：
• char * strtok ( char * str, const char * sep );

1. sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合。
2. 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。
3. 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。）
4. 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。
5. 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。
6. 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

#include 
#include 
int main()
{
	const char* p = "@.#,";
	char arr[] = "[email protected]#sh,ge";
	char buf[50] = { 0 };// "[email protected]#sh,ge";
	strcpy(buf, arr);
	/*char* str = NULL;
	for (str = strtok(buf, p); str != NULL; str=strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", str);
	}*/
	char* str = strtok(buf, p);
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//en
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//yu
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//sh
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//ge
	printf("%s\n", str);
	//strtok - 开始返回NULL
	return 0;
}

5、错误信息报告

5.1、strerror

• 功能：把错误码翻译成错误信息
• C语言中‘，规定了一些信息，错误码 - 错误信息

#include
#include
int main() 
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d = %s\n", i, strerror(i));
	}
	return 0;
}

•  用途示例：
• C语言可以操作文件，打开文件 - fopen
• 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

#include
#include 
#include
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		//出错误的原因是什么
		printf("%s\n", strerror(errno));  //No such file or directory
		return 0;
	}
	//读文件
	//...
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

6、字符操作

6.1、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
ispunct	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

• 例如：isdigit

	char ch = '0';
	if (ch >= '0' && ch <= '9')
	{
        //复杂
	}
	if (isdigit(ch))
	{
        //方便快捷
	}

6.2、字符转换

int tolower ( int c ); //把大写转为小写
int toupper ( int c ); //把小写转为大写

#include
#include 
int main()
{
	char ch = 0;
	while (ch = getchar())
	{
		if (islower(ch))
		{
			ch = toupper(ch);
		}
		else
		{
			ch = tolower(ch);
		}
		printf("%c", ch);
	}
	return 0;
}

7、内存操作函数

7.1、memcpy

•   功能：可拷贝不同类型的数据

#include
#include
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[5] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);  // 1 2 3 4 5
	}
	return 0;
}

• 注意：

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

1. 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。
2. 这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
3. 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

7.1.1、模拟实现

#include
#include 
void* my_memcpy(void* dest, const void*src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (num--) 
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr3[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr4[5] = { 0 };
	my_memcpy(arr4, arr3+5, 5*sizeof(arr3[0]));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr4[i]);  //6 7 8 9 10
	}
	return 0;
}

• 其实，C语言只要求：

1. memcpy能拷贝不重叠的内存空间就可以了
2. memmove去处理那些重叠拷贝

7.2、memmove

功能：同样可拷贝不同类型的数据，不过可以重叠

#include
#include
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memmove(arr + 2, arr, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{ 
		printf("%d ", arr[i]); //1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
	}
	return 0;
}

• 注意：

1. 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。
2. 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

7.2.1、模拟实现

#include
#include 
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest && src);
	
	if (dest < src)
	{
		//前->后
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		//后->前
		while (num--)
		{
			*((char*)dest+num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(arr + 2, arr, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{ 
		printf("%d ", arr[i]); //1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
	}
	return 0;
}

7.3、memset

• 功能：把一块内存空间设置成你想要的值，以字节为单位来修改

#include
#include
int main()
{
	//char arr[20] = { 0 };
	//memset(arr, 'x', 10);
	//printf("%s\n", arr);  //xxxxxxxxxx
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memset(arr, '\0', 10);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);  // 0 0 0 4 5 6 7 8 9 10
	}
	//01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 ...将前10个字节改为0
	//00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04 00 00 00
	return 0;
}

7.4、memcmp

• 功能：内存比较

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，不在乎有无 '\0' ，你让它比较几个字节就比较几个字节。

#include
#include
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,7,4,5 };
	int arr2[] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%d\n", memcmp(arr1, arr2, 9)); //1  // 9表示比较前9个字节
	return 0;
}