字符函数和字符串函数(C语言)

字符函数和字符串函数

重点

• 求字符串的长度
  strlen
• 长度不受限制的字符串函数
  strcpy
  strcat
  strcmp
• 长度不受限制的字符串函数的介绍
  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

字符函数介绍

一.strlen

size_t strlen ( const char * str );

• 字符串已\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
• 注意函数的返回值是size_t,是无符号的(易错)例如:

#include 
#include 

int main() {
    if(strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0) {
        printf("> \n");
    }else {
        printf("< \n");
    }
}

当我们看到这里的时候以为是-3肯定是小于号,其实不然,返回值是无符号的所以返回的是无符号的-3,这个在内存中肯定是大于0的

二.strcpy

char * strcpy ( char * destination, const char * source );

• 源字符串必须以\0结束
• 会将源字符串的\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

以下是模拟实现的代码:

#include 
#include 

char* my_strcpy(char* dest,const char* src) {
    assert(dest);
    assert(src);
    char* ret = dest;
    while(*dest++ = *src++);
    return ret;
}

int main() {
    char arr1[20] = "abc";
    char arr2[] = "hello world!";
    printf("%s\n", my_strcpy(arr1,arr2));
    return 0;
}

三.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

使用场景:

#include 
#include 

int main() {
    char arr1[20] = "hello ";
    char arr2[] = "world!";
    strcat(arr1, arr2);
    printf("%s\n", arr1);
    return 0;
}

这个函数的模拟实现:

#include 
#include 

char* my_strcat(char* dest, const char* src) {
    char* cur = dest;
    while(*++cur != '\0');
    while(*cur++ = *src++);
    return dest;
}

int main() {
    char arr1[20] = "hello ";
    char arr2[] = "world!";
    my_strcat(arr1, arr2);
    printf("%s\n", arr1);
    return 0;
}

三.strcmp

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

• 标准规定:

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

模拟实现:

#include 
#include 

int my_strcmp(const char* src1, const char* src2) {
    while(*src1 == *src2) {
        if(*src1 == '\0') {
            return 0;
        }
        src1 ++;
        src2 ++;
    }
    return src1 - src2;
}

int main() {
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[] = "abc";
    int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
    printf("%d\n", ret);
}

四.strncpy

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

• 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,则拷贝完源字符串后,在目标的后面追加0,知道num个
  使用场景:

#include 
#include 

int main() {
    char arr1[] = "abcef";
    char arr2[] = "xxxxxx";
    strncpy(arr1, arr2, 2);
    printf("%s\n", arr1);
}

五.strncat

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
这个函数的功能就是追加有长度限制的个数,使用场景:

#include 
#include 

int main() {
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[] = "xxx";
    strncat(arr1, arr2, 2);
    printf("%s\n", arr1);
}

六.strncmp

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

比较有限制长度的两个字符串使用场景:

#include 
#include 

int main() {
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[] = "abc";
    int ret = strncmp(arr1, arr2, 3);
    printf("%d\n", ret);
}

七.strstr

char * strstr ( const char *, const char * );

这个函数的功能就是在一个字符串中找另一个字符串是否存在

使用场景:

#include 
#include 

int main() {
    char arr1[] = "abcdefabcdef";
    char arr2[] = "fab";
    char* p = strstr(arr1, arr2);
    if(p == NULL) {
        printf("不存在\n");
    }else {
        printf("%s\n", p);
    }
}

模拟实现:

#include 
#include 

char* my_strstr(char* str1, char* str2) {
    char* s1 = str1;
    char* s2 = str2;
    char* p = str1;
    while(*p) {
        s1 = p;
        s2 = str2;
        if(*str2 == '\0') {
            return str1;
        }
        while(*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && (*s1 == *s2)) {
            s1 ++;
            s2 ++;
        }
        if(*s2 == '\0') {
            return p;
        }
        p ++;
    }
    return NULL;
}

int main() {
    char arr1[] = "abcdefabcdef";
    char arr2[] = "fab";
    char* p = my_strstr(arr1, arr2);
    if(p == NULL) {
        printf("不存在\n");
    }else {
        printf("%s\n", p);
    }
}

八.strtok

char * strtok ( char * str, const char * delimiters );

• delimiters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delimiters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，并且可以修改）
• strtok的第一个参数不为NULL，函数将找到str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
• 如果字符串你中不存在更多的标记，则返回NULL指针

使用场景：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include 
#include 

int main() {
	char arr[] = "[email protected]";
	char buf[200] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);
	const char* p = "@.";
	char* str = strtok(buf, p);
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

上面那个写法比较庸俗，我们用更优雅的方式：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include 
#include 

int main() {
	char arr[] = "[email protected]";
	char buf[200] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);
	const char* p = "@.";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(buf, p); str != NULL; str = strtok(NULL, p)) {
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

字符分类函数

函数	如果它的参数满足下列条件就返回
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或者A-Z
isalnum	字母或者数字
ispunct	标点符号，任何不属于数字或字母的图形字符（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

内存操作函数

一.memcpy

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

• 函数从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destinatio中去
• 这个函数在遇到\0的时候并不会停下来
• 如果source和destinat有任何的重叠复制的结果都是未定义的

使用场景：

#include 
#include 

int main() {
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	int arr2[20] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1[0]) * 3);
	for (int i = 0; i < sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]); i++) {
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

模拟实现：

#include 
#include 

int main() {
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	int arr2[20] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 12);
	for (int i = 0; i < 3; i++) {
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
}

二.memmove

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

我们发下这个函数和上一个函数的参数和返回类型是一样的，但是还是有点区别的

1. memcpy拷贝的是不重复的内存
2. memmove是可以拷贝重复的内存的

模拟实现：

#include 
#include 


void* my_memcpy(void* dest, void* src, size_t num) {
	void* ret = dest;
	if (dest < src) {
		while (num--) {
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else {
		while (num--) {
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}

int main() {
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
	int arr2[20] = { 0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1[0]) * 3);
	for (int i = 0; i < sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]); i++) {
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

加上了一个新的比较，这样就可以实现重叠内存的拷贝

三.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
• 返回值如下：
  
  注意是按照一个字节一个字节去比较的