【C语言字符和字符串的库函数的使用注意事项和模拟】
文章目录
- 前言
- 一、求字符串长度的strlen函数
-
- 1.1 基本语法
- 1.2 注意事项
- 1.3 模拟实现strlen函数
-
- 1.3.1 计数器方法实现
- 1.3.2 递归方法实现
- 1.3.3 指针相减的方法实现
- 1.4 strlen库函数源码查看
- ==长度不受限制的字符串函数：（二、三、四）==
- 二、复制字符串strcpy函数
-
- 2.1 基本语法
- 2.2 注意事项
- 2.3 模拟实现strcpy函数
- 2.4 strcpy库函数源码查看
- 三、追加字符串strcat函数
-
- 3.1 基本语法
- 3.2 注意事项
- 3.3 模拟实现strcat函数
- 3.4 strcat库函数源码查看
- 四、字符串比较strcmp函数
-
- 4.1 基本语法
- 4.2 注意事项
- 4.3 模拟实现strcmp函数（和特殊②结果不同）
-
- 4.3.1 版本1
- 4.3.2 版本2
- 4.4 strcmp库函数源码查看
- ==长度受限制的字符串函数：（五、六、七）==
- 五、复制字符串strncpy函数
-
- 5.1 基本语法
- 5.3 注意事项
- 5.4 模拟实现strncpy函数
- 5.5 strncpy库函数源码查看
- 六、追加字符串strncat函数
-
- 6.1 基本语法
- 6.2 注意事项
- 6.3 模拟实现strncat函数（有变动，允许==源==字符串不以'\0'结束）
- 6.4 strncat库函数源码查看
- 七、字符串比较strncmp函数
-
- 7.1 基本语法
- 7.2 注意事项
- 7.3 模拟实现strncmp函数（不考虑特殊情况②）
- 7.4 strncmp库函数源码查看
- ==字符串查找函数：（八、九）==
- 八、字符串查找strstr函数
-
- 8.1 基本语法
- 8.2 注意事项
- 8.3 模拟实现strstr函数
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- 8.3.1 版本1（两个指针来控制）
- 8.3.2 版本2（三个指针来控制，前提str1和str2都完整）
- 8.3.3 版本3（KMP算法）
- 九、分隔字符串strtok函数
-
- 9.1 基本语法
- 9.2 注意事项
- 9.3 使用举例
- ==错误信息报告：（十）==
- 十、返回错误信息strerror函数
-
- 10.1 基本语法
- 10.2 注意事项
- 10.3 使用举例
- 10.4 补充用法
-
- 10.4.1 补充用法使用说明
- 10.4.2 fopen函数基本语法说明
- 10.4.3 补充用法使用举例
- ==字符操作：（十一）==
- 十一、字符分类函数
- 总结
前言
本文主要介绍：
①处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项；
②部分库函数的模拟。
一、求字符串长度的strlen函数
1.1 基本语法
1.2 注意事项
- 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，否则strlen函数无法找到所需计算位置的结束标志，则会在内存继续向后读取，直到遇到’\0’；
- 注意：函数的返回值为size_t，是无符号的，例：
#include 我们预期：“abc”的长度明显更小，所以strlen(“abc”) - strlen(“abcdef”)<0，输出值为<，但是输出值为>，不符合预期。
这就是因为函数的返回值为size_t，是无符号的，所以误将-3识别为无符号整数，所以识别为一个非常大的正整数，输出值为>。
解决方案：（将strlen函数的返回值强制转换为int（int默认为有符号整形unsigned int））
#include 
1.3 模拟实现strlen函数
1.3.1 计数器方法实现
#include 1.3.2 递归方法实现
#include 1.3.3 指针相减的方法实现
// 方法3：（指针相减的方法）
int My_Strlen(const char* str) // const保护str所指内容不被改变
{
assert(str);
char* end = str;
// 相当while ('\0' != *end)
while (*end) {
end++;
}
// 最后end指向'\0'
return end - str;
// 或者：
//while (*mask++) { //方法2，这样的话指针会指向‘\0’的后面，
// //画图分析即可，所以return后额外减去1
// ;
//}
//return mask - arr - 1;
}
int main()
{
char str[20] = {0};
scanf("%s", str);
int len = My_Strlen(str);
printf("%d\n", len);
return 0;
}
1.4 strlen库函数源码查看
/***
*strlen.c - contains strlen() routine
*
* Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
* strlen returns the length of a null-terminated string,
* not including the null byte itself.
*
*******************************************************************************/
#include 和指针相减方法实现的模拟函数思路基本相同。
长度不受限制的字符串函数：（二、三、四）
二、复制字符串strcpy函数
2.1 基本语法
2.2 注意事项
- 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（不能为const，否则会引发异常：访问冲突）；
- 目标字符串可以已经有内容，源字符串可以放入已有内容的字符空间内。例：
#include 调试到代码提示的位置，查看监视arr2：
2.3 模拟实现strcpy函数
#include 2.4 strcpy库函数源码查看
/*
** Copy the string contained in the second argument to the
** buffer specified by the first argument.
*/
void
strcpy( char *buffer, char const *string )
{
/*
** Copy characters until a NUL byte is copied.
*/
while( (*buffer++ = *string++) != '\0' )
;
}
和实现的模拟函数代码思路基本相同。
三、追加字符串strcat函数
3.1 基本语法
3.2 注意事项
- 源字符串必须以’\0’结束；
- 目标空间必须足够大，能容纳下源字符串的内容；
- 目标空间必须可修改；
- 目标字符串必须以’\0’结束（因为源代码根据目标空间的’\0’作为追加的位置，char str1[20] = "abcdef\0aaaaaaa"和char str1[20] = {‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’}，都以’\0’结尾，因为空间必须保证足够大，未初始化的部分自动初始化为’\0’）
- 字符串自己给自己追加：
#include 引发异常：
3.3 模拟实现strcat函数
#include 3.4 strcat库函数源码查看
/***
*char *strcat(dst, src) - concatenate (append) one string to another
*
*Purpose:
* Concatenates src onto the end of dest. Assumes enough
* space in dest.
*
*Entry:
* char *dst - string to which "src" is to be appended
* const char *src - string to be appended to the end of "dst"
*
*Exit:
* The address of "dst"
*
*Exceptions:
*
*******************************************************************************/
char * __cdecl strcat (
char * dst,
const char * src
)
{
char * cp = dst;
while( *cp )
cp++; /* find end of dst */
while((*cp++ = *src++) != '\0') ; /* Copy src to end of dst */
return( dst ); /* return dst */
}
源码思路和模拟函数代码基本相同。
四、字符串比较strcmp函数
4.1 基本语法
4.2 注意事项
- 字符串比较的是对应位置上的字符大小，该位置相同情况下则比较下个字符，直到有大小之分，或者最后比较结束均相同，则返回0；
- 比较字符比较的是该字符对应的ASCII码。
- 在VS下底层通过返回-1，0，1来实现返回负数，零，整数，而标准规定返回正负零，而不是-1，0，1，所以在模拟时需注意；
- 特殊情况①说明：如果如下两个字符串相比较（前面的字符都相同，字符串长短不同）：
char str1[] = "abcdef";
char str2[] = "abcde";
则当str1指针指向’f’时，实际str2指针指向的是字符串最后的’\0’，’\0’的ASCII码值为0，所以‘f’的ASCII一定大于0，所以最终比较结果是str1大于str2。
- 特殊情况②说明：如果如下两个字符串相比较（前面的字符都相同，字符串长短不同）：
#include 
4.3 模拟实现strcmp函数（和特殊②结果不同）
在VS下底层通过返回-1，0，1来实现返回负数，零，整数，而标准规定返回正负零，而不是-1，0，1，所以在模拟时需注意
4.3.1 版本1
#include 4.3.2 版本2
#include 4.4 strcmp库函数源码查看
/***
*strcmp.c - routine to compare two strings (for equal, less, or greater)
*
* Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
* Compares two string, determining their ordinal order.
*
*******************************************************************************/
#include ※※※源码的思路大概为：
当两个指针所指位置的字符相同且不为’\0’时，两个指针同时后移，当不满足该循环条件（①两指针所指位置的字符不同；②两指针所指位置的字符均为’\0’；③某个指针所指字符为’\0’，此时两指针所指字符必不相同），先将不满足循环条件时的两指针内容相减的结果赋值给ret变量，然后退出循环，返回ret，此时ret就记录了最后退出循环时的两字符比较结果。
长度受限制的字符串函数：（五、六、七）
五、复制字符串strncpy函数
5.1 基本语法
5.3 注意事项
- 拷贝count个字符从源字符串到目标空间；
- 如果源字符串的长度小于count，则拷贝完源字符串之后，在目标后追加0，直到count个；
- 如果源字符串的长度大于count，则拷贝源字符串中的count个字符。
- count不能大于目标字符串的长度（如果目标字符串是通过初始化赋值字符串来定义大小的，类似char str[] = “abc”，则count最大值为字符串长度加1（加的是最后的’\0’）；如果类似char str[20] = “abc”，初始化时已规定大小，则count最大值为20，否则会溢出，总之，count最大值为sizeof(str) / sizeof(str[0])）；
- 目标空间必须可变（不能为const，否则会引发异常：访问冲突，例const char* str1 = “abcdef”）；
- 目标字符串可以已经有内容，源字符串可以放入已有内容的字符空间内；
- 源字符串不需要必须以’\0’结束。
5.4 模拟实现strncpy函数
#include 5.5 strncpy库函数源码查看
/***
*strncpy.c - copy at most n characters of string
*
* Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
* defines strncpy() - copy at most n characters of string
*
*******************************************************************************/
#include 源码先通过count && (*dest++ = *source++) != ‘\0’来将源字符串、目标字符串长度都小于count，且都不为’\0’的字符段完成复制，然后剩余的count如果大于0，则再目标字符串后加剩余count数量个’\0’。
但是，自己测试当count大于源字符串长度和大于目标字符串长度时有点问题。待解决。
六、追加字符串strncat函数
6.1 基本语法
6.2 注意事项
- 目标空间必须足够大，能容纳下源字符串的内容；
- 目标空间必须可修改；
- 目标字符串必须以’\0’结束（因为源代码根据目标空间的’\0’作为追加的位置，char str1[20] = "abcdef\0aaaaaaa"和char str1[20] = {‘a’,‘b’,‘c’,‘d’,‘e’,‘f’}，都以’\0’结尾，因为空间必须保证足够大，未初始化的部分自动初始化为’\0’）
- 源字符串必须以’\0’结束；
- 特殊情况①：当count小于源字符串长度时，复制源字符串的count个字符到目标空间，并在最后追加一个’\0’，见下；
#include 调试到printf步骤：
- 特殊情况②：当count大于源字符串长度时，复制源字符串的所有到目标空间，并在最后追加一个’\0’，目标后续其他字符不变动，见下；
#include 
6.3 模拟实现strncat函数（有变动，允许源字符串不以’\0’结束）
#include 6.4 strncat库函数源码查看
/***
*strncat.c - append n chars of string to new string
*
* Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
* defines strncat() - appends n characters of string onto
* end of other string
*
*******************************************************************************/
#include 源码分析：
先找到目标空间的’\0’，然后循环count次，中途如果遇到源字符串中的’\0’则说明count大于源字符长度，追加完毕，返回；
如果循环count次中途没有退出，则说明count小于源字符长度，追加count个字符，完毕后，返回。
七、字符串比较strncmp函数
7.1 基本语法
7.2 注意事项
- 比较到出现一个字符不一样，或者一个字符串结束，或者count个字符全部比较完；
- 字符串比较的是对应位置上的字符大小，该位置相同情况下则比较下个字符，直到有大小之分，或者count个字符比较结束均相同，则返回0；
- 比较字符比较的是该字符对应的ASCII码。
- 在VS下底层通过返回-1，0，1来实现返回负数，零，整数，而标准规定返回正负零，而不是-1，0，1，所以在模拟时需注意；
- 特殊情况①说明：如果如下两个字符串相比较（前面的字符都相同，字符串长短不同）：
#include 
- 特殊情况②说明：如果如下两个字符串相比较（前面的字符都相同，字符串长短不同）：
#include 
7.3 模拟实现strncmp函数（不考虑特殊情况②）
#include 7.4 strncmp库函数源码查看
/***
*strncmp.c - compare first n characters of two strings
*
* Copyright (c) Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
* defines strncmp() - compare first n characters of two strings
* for ordinal order.
*
*******************************************************************************/
#include 不懂- -待补充
字符串查找函数：（八、九）
八、字符串查找strstr函数
8.1 基本语法
8.2 注意事项
- 无法查找空字符串，如果查找的str2是空字符串，则返回的就是str1指针；
- 如果找到，函数返回的指针是字符串str2首次出现在字符串str1中的位置，如果没有找到，则返回NULL。
- 查找的是连续、完整的子串（说明见下），例见下；
代码①（所查找的字符串连续且完整）：
#include 
代码②（所查找的字符串连续但不完整）：
#include 代码③（所查找的字符串连续且完整）：
#include 综上：完整代表该字符串包含结尾处的’\0’。
- str1字符串无特殊要求，如果查找成功即返回首次出现在字符串str1中的位置，结尾有无’\0’仅是打印结果不同。
8.3 模拟实现strstr函数
8.3.1 版本1（两个指针来控制）
#include
// 如果执行完循环后，*str1 == '\0'，则说明查找失败
if (*str1 == '\0') {
return NULL;
}
else {
return (char*)str1; // 因为str1为const char*类型，避免编译器警告
}
}
int main()
{
char str1[] = "abcde";
char str2[] = "cd";
int len2 = strlen(str2);
char* ret = My_Strstr(str1, str2, len2);
if (NULL == ret) {
printf("没找到\n");
}
else {
printf("%s\n", ret);
}
return 0;
}
}
8.3.2 版本2（三个指针来控制，前提str1和str2都完整）
#include 8.3.3 版本3（KMP算法）
待补充
九、分隔字符串strtok函数
9.1 基本语法
9.2 注意事项
- str2参数是个字符串，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str2字符串中一个或者多个分隔符分割的标记。
- strtok函数找到str1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函数找第一个标记的时候，函数的第一个参数不是NULL）
- 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。（strtok函数找非第一个标记的时候，函数的第一个参数是NULL）
- 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。
9.3 使用举例
代码①：
#include 
代码②：（代码①的基础上优化）
#include 
错误信息报告：（十）
十、返回错误信息strerror函数
10.1 基本语法
10.2 注意事项
- C语言中规定了一些信息，strerror函数返回错误码所对应的错误信息；
10.3 使用举例
#include 
10.4 补充用法
10.4.1 补充用法使用说明
- 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，使用时需包含头文件：#include
10.4.2 fopen函数基本语法说明
10.4.3 补充用法使用举例
使用举例：
说明
#include 
字符操作：（十一）
十一、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（字符） |
| isxdigit | 十六进制数字（字符），包括所有十进制数字（字符），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（字符），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 |
| int tolower ( int c ); | 大写转换小写 |
| int toupper ( int c ); | 小写转换大写 |
对于isdigit函数：
int main()
{
char c = '3';
// 判断字符数字是否为十进制0-9
// 方法1
if (c > '0' && c < '9') {
printf("bingo\n");
}
// 方法2（更好）
if (isdigit(c)) {
printf("bingo\n");
}
return 0;
}
对于大小写转换函数（tolower和toupper）：
int main()
{
char c = 'a';
if (islower(c)) {
c = toupper(c);
}
else {
c = tolower(c);
}
printf("%c\n", c);
return 0;
}
总结
这里对文章进行总结：
以上就是今天总结的内容，本文包括了C语言字符和字符串的库函数的使用注意事项和模拟，分享给大家。
真欢迎各位给予我更好的建议，欢迎访问！！！小编创作不易，觉得有用可以一键三连哦，感谢大家。peace
希望大家一起坚持学习，共同进步。梦想一旦被付诸行动，就会变得神圣。
欢迎各位大佬批评建议，分享更好的方法！！！