【C语言进阶】从入门到入土（字符串和内存函数第二篇）
前言：
本篇继续介绍处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项，让我们更好的使用字符串和字符串库函数，去理解运用一些库函数或自定义函数。
发文时间正值是国庆假期，虽迟但到，祝祖国母亲生日快乐，此生无悔入华夏！
字符串和内存函数：
- 一.字符串查找
-
- 1.strstr
- 2.strtok
- 二.错误信息报告
-
- 1.strerror
- 三. 字符分类函数
- 四.内存操作函数
-
- 1.memcpy
- 2.memmove
- 3.memset
- 4.memcmp
一.字符串查找
1.strstr
前面的strcpy是str+cpy的意思是字符串拷贝，那么strstr是字符串字符串，有什么作用呢？我们看一下：
实际上这是一个查找字符串的函数，就是在一个字符串中查找另一个字符串(子字符串)是否存在的作用。我们可以详细看一下定义：
Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null，pointer if str2 is not part of str1.（返回一个指针，存储的是
str2在str1中第一次出现的位置，如果没有找到，则返回空指针。）
查！哪里跑！
代码：
int main()
{
char arr1[] = "hello world,i love world";
char arr2[] = "china";
//查找arr1在arr2中第一次出现的位置
char* ret = strstr(arr1, arr2);
if (ret == NULL)
{
printf("找不到");
}
else
{
printf("%s", ret);
}
}
当我们运行起来，得到的结果就是world,i love world，因为我们查到的是第一次出现的地址，所以ret中存的就是第一次 world的地址，然后再打印出来。而由于存储的是第一个world的地址，所以打印出来的时候也是一直到字符串结束的'\0'才打印结束。
然后我们进行自定义环节：
首先我们来分析一下，自定义函数首先需要的就是先摸清这个函数的定义和有多少种情况，然后再一一实现它，所以我们先分析，大致分为三种可能：
所以我们的构思应该是：
- 结束标志应该是
s1或s2其中一个出现'\0'。所以要记录下s1和s2的地址，当其等于'\0'则返回值。 - 当对比一样后重新不一样，需返回对比第一个相同的下一个开始进行比较，所以需要用到指针
cp记录下地址。 - 当对比一样的时候，
s1和s2两个指针同时++，继续对比。 - 最后还要注意当传过来的就只有
\0的指针，应该直接返回。
然后我们来写代码：
char* my_strstr(const char*str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);//断言，保证不是空指针
char* s1;//用于对比的指针指向s1中的字符
char* s2;//用于对比的指针指向s2中的字符
char* cp = str1;//记录地址，为第二种情况准备
if (*str2 == '\0')//如果一开始就是\0，则直接返回
return str1;
while (*cp)//当记录地址读到\0也就是已经对比完整个字符串
{
s1 = cp;//放入首元素地址
s2 = str2;//放入首元素地址
while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
//当s1和s2都不是\0时，且对比字符相同时
{
s1++;//s1和s2同时++
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
//当s2遇到/0，证明在字符串中已经找到完整的子字符串
{
return cp;//返回找到的字符串的首元素地址
}
cp++;
//如果上面布置没有返回出去，证明判断错误
//则就是情况2，记录地址+1然后继续开始比较
}
return NULL;//当上面的代码运行结束，仍未返回，就是找不到，返回空指针
}
int main()
{
char arr1[] = "abbbcdef";
char arr2[] = "bbc";
//查找arr1中arr2第一次出现的位置
char *ret = my_strstr(arr1, arr2);
if (ret == NULL)//返回空指针就是没有找到
{
printf("找不到\n");
}
else
{
printf("%s\n", ret);//找到并打印
}
return 0;
}
2.strtok
strtok这个函数就有点东西了，上面既然有追加字符串的，那选择我们也有切断字符串的，具体是什么样子呢，我们来看一下：
好家伙，知道为什么说他有点意思了吧，说明都比别人长一半。我们首先还是先看他的参数 char * str, const char * delimiters，其实这里的意思就是，前面的str是待宰的羔羊，也就是要切割的字符串。而后面的delimiters就是切割符，就是当遇到这个符号的时候，就需要切开。
这个函数还有一些细节：
- 第一个参数
str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。 delimiters参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合。可放置多个分割字符，只要遇到放置中有的或者连续的都会切割。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的返回值是一个指针。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。
看定义看的头晕，那还是直接用代码来碰一碰吧：
#include 最后得到的结果是：
gitee 由分隔符'.'分割
o 由分隔符'c'和'm'分割
happyiu 由分隔符'\'和"cm"分割
ooo 由分隔符'cm'分割
当第二次调用strtok函数的时候，我们只需要传参NULL就可以，是因为当第一次分隔的时候，strtok除了把分隔符变成'\0'外，还记住了下一个字符的地址。
那strtok里面创建存储这个值的变量是什么呢？如果是局部变量的话，当strtok函数运行完就销毁了，根本不可能带入下一次strtok函数中，所以这个变量应该是静态变量或者全局变量，静态变量和全局变量直到程序彻底结束才销毁或者说是回收。
这就是strtok函数的内容和代码啦。
二.错误信息报告
1.strerror
strerror是一个错误信息报告函数。当我们在写代码过程中有错误，c语言会返回错误码，比如：
int main()
{
return 0//显然没加;
}
这里我们就可以看见返回的error就是错误码，而后面的解释就是错误码解析出来的信息。每一个错误码表示一个错误信息。而我们的strerror就是报告错误的一个函数，具体我们看代码：
int main()
{
printf("%s\n", strerror(0));
printf("%s\n", strerror(1));
printf("%s\n", strerror(2));
printf("%s\n", strerror(3));
return 0;
}
打印结果：
No error
Operation not permitted
No such file or directory
No such process
也就是说，strerror函数就是接收错误信息的错误码，从而读取得到错误信息并接收。而实际上这些错误是C语言库函数调用失败的时候，会把错误码存储到errno的变量中，errno是C语言本身内部的一个变量。
比如说下面这个代码尝试：
//strerror - 可以返回C语言内置的错误码对应的错误信息
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
//fopen是打开文件函数，不成功返回值是NULL
//括号内容是以读的形式打开"test.txt"
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
}
else
{
printf("打开文件成功\n");
}
return 0;
}
这里运行得到的就是No such file or directory，因为我没有创建这样的文本文件。所以返回的值就是NULL，最后打印错误信息。
在这里我们又又可以用到另一个函数perror，实际上可以理解为打印+strerror的作用。我们用代码来展现：
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("测试");
//打印+strerror
}
else
{
printf("打开文件成功\n");
}
return 0;
}
实际上打印结果：测试: No such file or directory。所以perror函数就是打印内容+上strerror(errno)的作用。而这个函数的缺点就是他一定会打印错误信息，而不能得到错误信息不打印。
三. 字符分类函数
字符分类函数有：
| 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af，大写字母AF |
| islower | 小写字母a~z |
| isupper | 大写字母A~Z |
| salpha | 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 |
在这里就不一一介绍了，就选第一个说明一下吧，首先说明一下控制字符。
比如说
printf(＂%d＂,x)中的%d就是控制字符，它控制输出变量的格式 总之，控制字符就是控制 语句、格式、条件等的字符
然后我们用一段代码来说明：
#include 打印结果是first line。在这里，我们知道iscntrl函数当参数符合条件就返回真，然后我们第一个元素f不是控制字符，所以返回值为假，在while中加上不等于修饰，就是可以运行打印，i++。然后一直打印，直到\n，他是一个控制字符，所以返回值为真，然后while中加上不等于修饰，就停止循环，停止打印了。
四.内存操作函数
1.memcpy
既然字符串可以拷贝，那其他的类型呢，整形，结构体呢，其实这里有一个函数就是考虑到这些而诞生的，它就是memcpy：
memcpy就是一个拷贝这些类型的一个函数，而他的参数是void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num ); 中，第一个目的地址，第二个源地址，第三个拷贝元素个数。在这里源和目的地址都是void类型，是因为我们不清楚要拷贝的是什么类型，而void空类型就是万能类型，可以接受其他的类型。
① 我们来打一段代码看看：
int main()
{
int arr1[5] = { 1,2,3,4,5 };
int arr2[10] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1, 5 * sizeof(int));
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
//打印结果：1 2 3 4 5 0 0 0 0 0
return 0;
}
所以函数memcpy就是从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
自定义memcpy函数：
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count)
{
void* ret = dest;
assert(dest && src);
while (count--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
//由于是void类型，所以要强制类型转换才能计算，下同
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[5] = { 1,2,3,4,5};
int arr2[10] = { 0 };
//拷贝的是整型数据
my_memcpy(arr2, arr1, 5*sizeof(int));
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}
② 这时候我们另一个想法，如果自己复制自己会怎么样：
如果
source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count)
{
void* ret = dest;
assert(dest && src);
while (count--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
my_memcpy(arr1+2, arr1, 4 * sizeof(int));
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
我们的代码正常情况下应该就是把1 2 3 4覆盖掉3 4 5 6的地方，也就是打印的是1 2 1 2 3 4 7 8 9 10，但是我们的打印结果是1 2 1 2 1 2 7 8 9 10.原因就在于当我们一个一个的拷贝的时候，本来是3覆盖掉5的地方时，3的位置在前面已经被覆盖成1了，所以5 6的位置拷贝3 4 地方的值时，拷贝过来的是已经拷贝了1 2 的3 4位置。
所以这里做的话是有问题的，如果我们想实现这样的移动式的拷贝，我们可以使用另一个函数：memmove。
PS:
实际上在vs2019中，使用memcpy是可以达到这种拷贝效果的，只不过是我们的自定义函数没有达到这种效果。但在C语言库中memcpy的效果也确实只需要达到这样就可以了，只是在vs2019中效果变得更好了。
2.memmove
上面的代码我们使用memmove就可以实现我们想要的效果了：
int main()
{
int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10};
memmove(arr1+2, arr1, 16);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
//1 2 1 2 3 4 7 8 9 10
return 0;
}
同样我们看一下或者直接对比一下memmove和memcpy：
memmove函数顾名思义就是移动字符串的一个函数，其实它和memcpy有着很多的相同点，都是可以完成拷贝的内容的作用。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。也就是说在拷贝考试中，memcpy只能考60分，但memmove能考100分。
而且这两个函数的参数都是一样的：
然后我们尝试一下实现这一个100分函数的自定义，先分析思路：
然后根据分析我们得到：
对于memmove的自定义，需要分区域讨论：
- 当
dest<src时，也就是拷贝内容在后，存放区在前的时候，应该从前往后拷贝元素。 - 当
dest=src的时候，随意。 - 当
dest>src且不超处拷贝内容的范围时，也就是拷贝内容在前，存放区在后，但两者还有重叠的时候，应该从后往前拷贝。 - 当
dest>src且两者无重叠范围的时候，随意。
总结下来我们可以选择分为两大区域，以dest=src为界限，前面的就前往后拷贝元素，后面的从后往前拷贝。
也就是：
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count)
{
//前面部分：
//后面部分：
}
int main()
{
int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10};
my_memmove(arr1+2, arr1, 16);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
然后我们逐一完善就是:
前面部分：
如果是dest < src才进入。需要一个一个的拷贝覆盖，这里还是使用char * 类型好，然后我们先将void *类型强制类型转换为char *，再将其赋值，赋值完之后往前走一个字符大小，继续赋值，直到count为0才退出。
if (dest < src)
{
//前面部分：
while (count--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = *(char*)dest + 1;
src = *(char*)src + 1;
}
}
后面部分：
如果不是前面部分的情况，就是后面部分的情况了。然后对于后面部分的拷贝覆盖，需要从后往前，所以我们要先得到拷贝内容和拷贝到存储的位置的末尾地址，往前覆盖。刚好count进入时是后置- -，我们在赋值的时候先+上一个count就是最末端开始赋值了，然后再执行count- -时，就相当于往前覆盖了。
else
{
//后面部分：
while (count--)
{
*((char*)dest + count) = *((char*)src + count);
}
}
最后完整的代码就是：
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count)
{
assert(dest && src);
void* ret = dest;
if (dest < src)
{
//前面部分：
while (count--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = *(char*)dest + 1;
src = *(char*)src + 1;
}
}
else
{
//后面部分：
while (count--)
{
*((char*)dest + count) = *((char*)src + count);
}
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10};
my_memmove(arr1+2, arr1, 16);
//my_memmove(arr1,arr+2,16);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
这就是memmove的自定义函数的实现了，也是在vs2019底下的memcpy自定义函数的实现，但memcpy不是在每一个编译器上都能做出100分的答卷，所以一般还是认为是memmove函数更胜一筹。
3.memset
既然能移动，那能不能修改呢，答案是可以的，这就要看我们的memset函数了。memset，意思就是设置内存。我们来看一下定义：
void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );
由memset的参数我们可以理解，首先是需要修改的地址内容，然后是修改值，最后是需要修改多少。
代码：
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
int i = 0;
printf("改变前：");
for(i=0;i<5;i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
memset(arr, 0, 20);
printf("\n改变后：");
for (i = 0; i < 5; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
//打印结果：
//改变前：1 2 3 4 5
//改变后：0 0 0 0 0
}
同时我们也可以调试以内存中查看变化，来理解函数作用：
这就是我们的memset函数。
4.memcmp
接下来是memcmp函数
int memcmp ( const void * ptr1,
const void * ptr2,
size_t num );
熟悉的意思，熟悉的参数。既然一个一个的类型可以比较，那我们想比较更细的内存时，就用到这一个函数了。是不是又想起来一个函数是strcmp，它比较只是比较字符串的内容，而且遇到'\0'就停止了。而我们这里的memcmp不一样，什么数据都可以比较，反正是一个一个的字节比较。
同样的是它比较的返回值是一样的：
我们来代码尝试一下：
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
//在内存中：01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 ....
int arr2[] = { 1,2,3,6,7 };
//在内存中：01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 06 00 00 00 ....
int ret1 = memcmp(arr1, arr2, 12);
int ret2 = memcmp(arr1, arr2, 13);
printf("%d\n", ret1);//0
printf("%d\n", ret2);//-1
return 0;
}
好啦，本篇的内容就先到这里，关于字符串和内存函数也就到这里了噢，还请继续关注，一起努力学习！。关注一波，互相学习，共同进步。
还有一件事：
