C语言 字符串函数
C语言 字符串函数
- 一、字符串长度函数 strlen
- 二、不受限制的字符串函数
-
- 2.1 复制字符串函数 strcpy
- 2.2 字符串连接函数 strcat
- 2.3 字符串比较函数strcmp
- 三、长度受限制的字符串函数
-
- 3.1 复制字符串函数 strncpy
- 3.2 字符串连接函数 strncat
- 3.3 比较字符串函数 strncmp
- 四、 字符串查找函数
-
- 4.1 查找一个子字符串函数 strstr
前言：字符串是一种重要的数据类型，但是 C语言没有显式的字符串数据类型，字符串通过 字符串常量或 字符数组方式储存。C语言提供了许多与字符串相关函数，可以在头文件
一、字符串长度函数 strlen
功能：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’ )
库函数strlen函数声明：
size_t strlen(char const *string);
返回值 :无符号整形,返回字符串长度
string:字符串起始位置指针
模拟实现
size_t my_strlen(const char* string)
{
assert(string); //检查是否为空指针
size_t len = 0;
while (*string++ != '\0') //首先将string解引用看是否等于'\0',并将string指向后面一个字符地址
{
len++; //字符串长度+1
}
return len;
}
警告：
由于strlen返回类型是size_t类型即一个无符号整数类型，无符号整数绝不可能为负。在表达式中使用无符号整数可能造成不可预料后果
例1
#include 输出
c1 > c2
二、不受限制的字符串函数
有些字符串函数是“不受限制的”，也就是说它们只是通过寻找字符串结束标志’\0’来判断字符串长度，在使用这些函数时，程序员必须保证字符串不会溢出所在内存
2.1 复制字符串函数 strcpy
功能：将源指向的字符串复制到目标指向的数组中，包括’\0’，并返回目标数组起始地址
库函数strlcpy函数声明：
char * strcpy ( char * destination, const char * source );
返回值：返回目标数组起始地址
destination:目标数组起始地址
source：源字符串起始地址
模拟实现
char * my_strcpy ( char * destination, const char * source )
{
/*
将souce指向空间存放的字符复制到destination指向空间，并将source与destination指向后一个字符位置
当souce解引用是'\0'时循环停止
*/
assert(destination && source);//destination 与 source不能是空指针
char* des = destination;
while ((*destination++ = *source++) != '\0')
{
;
}
return des;
}
警告：
1. 如果source与destination指向空间在内存中出现重叠，结果是未定义的
2. 如果源字符串比目标数组长，多余的字符仍将复制，将会出现非法访问内存的问题
2.2 字符串连接函数 strcat
功能：
将源字符串的副本追加到目标字符串尾部。目标字符串中的’\0’被源字符串的第一个字符覆盖，并且在目标字符串中由这两个字符串联而成的新字符串的末尾添加’\0’
库函数strcat声明：
char * strcat ( char * destination, const char * source );
返回值：返回目标字符串起始地址
destination:目标字符串起始地址
source：要追加的字符串起始地址
模拟实现
char * my_strcat ( char * destination, const char * source )
{
assert(destination && source);//destination 与 source不能是空指针
char* des = destination;//记录目标字符串起始地址
while (*destination != '\0') //找到目标字符串'\0'位置
{
destination++;
}
while ( (*destination++ = *source++) != '\0') //开始追加复制
{
;
}
return des;
}
例1：将c2字符串追加到c1字符串中
#include 输出
HelloWorld
警告：
1. 如果source与destination指向空间在内存中出现重叠，结果是未定义的
2.程序员必须保证目标字符数组剩余空间能够保存整个源字符串
2.3 字符串比较函数strcmp
功能：
对两个字符串的每一个对应字符逐一比较，直到发现不相等为止。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。
库函数strcmp声明
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
str1:第一个字符串起始地址
str2:第二个字符串起始地址
模拟实现
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);//str1 与 str2不能是空指针
while (*str1 == *str2) //当str1与str2指向空间对应字符相等时循环继续
{
if (*str1 == '\0')//当str1解引用是'\0'时，两个字符串对应字符全部比较完毕，都是相等的
return 0;
str1++;
str2++;
}
return *str1 - *str2; //返回str1与str2对应字符相差的ASCII值
}
警告：
1.初学者常常会写if(strcmp(str1,str2))表达式，以为两个字符串相等，它的结果将是真。但是，这个结果恰恰相反，因为两个字符串相等返回0
2.一个常见错误是以为第一个字符串大于第二个字符串返回1，小于则返回-1
三、长度受限制的字符串函数
标准库包含一些受限制的函数，这些函数接受一个显式的长度参数，用于限定进行复制或比较的字符数，防止难以预料的非法访问内存
3.1 复制字符串函数 strncpy
功能：将源字符串len个字符复制到目标字符串。如果strlen(source)小于len，destination用额外的’\0’填充到len长度。如果strlen(source)大于等于len，那么只有len个字符复制到destination中
库函数strncpy声明
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num )；
返回值：返回目标数组起始地址
destination:目标数组起始地址
source：源字符串起始地址
num:需要复制字符个数
模拟实现
char* my_strncpy(char* destination, const char* source, size_t num)
{
assert(destination && source);//destination 与 source不能是空指针
char* des = destination;
while (num) //需要复制字符个数
{
num--;
if ((*destination++ = *source++) != '\0') //如果source解引用等于'\0',代表strlen(source)小于len，需要用NULL填充到len长度
;
else
break;
}
while (num) //用'\0'填充到len长度
{
num--;
*destination++ = '\0';
}
return des;
}
警告：
1. 如果source与destination指向空间在内存中出现重叠，结果是未定义的
2. 当strlen(source)大于等于len并且strlen(destination)<=len,destination将不会以’\0’结尾
3.2 字符串连接函数 strncat
功能：从字符串source的开头拷贝n 个字符到destination字符串尾部，并追加’\0’字符。destination要有足够的空间来容纳要拷贝的字符串。如果n大于字符串source的长度，那么仅将src指向的字符串内容追加到dest的尾部。字符追加完成后，再追加’\0’。
库函数strncat声明
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
返回值：返回目标字符串起始地址
destination:目标字符串起始地址
source：要追加的字符串起始地址
num:要追加字符个数
模拟实现
char* my_strncat(char* destination, const char* source, size_t num)
{
assert(destination && source);//destination 与 source不能是空指针
char* des = destination;
while(*destination != '\0') //找到目标字符串'\0'位置
{
destination++;
}
while (num) //需要追加字符个数
{
num--;
if ((*destination = *source) != '\0')
{
destination++;
source++;
}
else
{
break;
}
}
*destination = '\0';
return des;
}
3.3 比较字符串函数 strncmp
功能：比较两个字符串，但最多比较len个字节。如果两个字符串前len个字符相等返回0，str1大于str2返回大于0值，str1小于str2返回小于0的值
库函数strncmp声明
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
str1:第一个字符串起始地址
str2:第二个字符串起始地址
num:比较len个字节（字符）
模拟实现
int my_strncmp(const char* str1, const char* str2, size_t num)
{
assert(str1 && str2);//str1 与 str2不能是空指针
while (num--) //需要比较字符个数
{
if (*str1 == *str2) //如果对应位置字符相等，向后一个字符继续比较
{
str1++;
str2++;
}
else
{
return *str1 - *str2; //返回str1与str2对应字符相差的ASCII值
}
}
return 0; //前num个字符都相等返回相等
}
四、 字符串查找函数
4.1 查找一个子字符串函数 strstr
功能：
在str1查找整个str2第一次出现位置，并返回一个指向该位置的指针。如果str2没有完整地出现在str1的任何地方，函数返回NULL指针。如果str2是一个空字符串，函数返回str1指针
库函数声明
const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );
返回值：str1中查找整个str2第一次出现位置或NULL
str1:需要扫描的字符串
str2:需要查找字符串(子串)
模拟实现
const char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
//找到str1中出现str2第一个字符的位置
//判断相等
assert(str1 && str2);//str1 与 str2不能是空指针
const char* p1 = str1;
if (*str2 == '\0') //当str2是空字符串返回str1
return p1;
while(*p1 != '\0') //当p1是空字符串返回NULL，否则进入循环
{
const char* p2 = str2; //存放str2中需匹配的字符地址
while (*p1 != *p2 && *p1 != '\0') //在str1中找到与str2第一个字符相同的字符地址，如果p1解引用等于'\0'，表示str1中没有与str2第一个字符相同的字符
{
p1++;
}
if (*p1 == NULL)
{
return NULL;
}
const char* tmp = p1;
while (*tmp == *p2 && *p2 != '\0') //检查是否与str2对应字符都相等
{
tmp++;
p2++;
}
if (*p2 == '\0')
return p1;
p1++;
}
return NULL;
}