C语言字符串函数和内存函数的介绍与模拟实现
0.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.
1.字符串函数介绍与模拟实现
-
C语言本身就带有一些库函数，所以看见别人不认识的函数可以在这个网站查一查，使用库函数记得引相应的头文件
[Reference - C++ Reference]:
1.1 strlen
求字符串的个数的函数
例如
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
int ret = strlen(arr1);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
运行结果
size_t strlen ( const char * str );
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字符串已经 '\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' )。
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size_t strlen ( const char * str );
-
参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。
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注意函数的返回值为size_t，是无符号的
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自己模拟实现
// 计算器的方式实现
size_t my_strlen(const char* str)
{
int count = 0;
while (*str != '\0')
{
count++;// 统计'\0'前面的字符的个数
str++;
}
return count;
}
// 递归的方式实现
size_t my_strlen(const char* str)
{
if (*str == '\0')
return 0;
else
return 1 + my_strlen2(str + 1);
}
1.2 strcpy
char* strcpy(char * destination, const char * source );
字符串拷贝函数，给你两个字符串可以，可以把一个字符串放到另外一个空间里
例如
int main()
{
char arr1[] = "hello world!";
char arr2[20] = { 0 };
strcpy(arr2, arr1);
printf("%s\n", arr2);
return 0;
}
运行结果
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源字符串必须以'\0',作为字符结束标志
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会将源字符串的'\0'拷贝放到目标空间中
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目标空间必须是可变的
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目标空间的空间必须足够大，以确保能放到目标空间中
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自己模拟实现
strcpy函数的模拟实现
#includechar* my_strcpy(char* dest, const char* src) { assert(dest && src); char* ret = dest; while (*dest != *src) { *dest = *src; // 把src的字符赋给dest dest++; src++; } return ret; }
其实我们理解了while循环的判断还可以把代码变得更简单，直接在while循环的判断部分把src的值直接赋值给dest.
当src的值找到'\0'了并且赋给了dest后，while循环就会停下来，就把src里的全部字符拷贝放到dest里面
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
1.3 strcat
char * strcat ( char * destination, const char * source );
字符串追加函数，可以在一个字符串里在追加另外一个字符串
例如
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world!";
strcat(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
运行结果
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源字符串必须以 '\0' 结束。
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目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
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目标空间必须可修改。
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字符串自己给自己追加可以吗?
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答案是不可以的，因为自己给自己追加会把'\0'覆盖，'\0'是字符串结束的标志，把'\0'覆盖追加就停不下来了
strcat的模拟实现
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
// 找到目标的'\0'
while (*dest != '\0')
{
dest++;
}
// 拷贝到目标空间
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
1.4 strcmp
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
字符串比较函数，如果arr1里的字符大于arr2里的字符返回>0的数，如果arr1里的字符小于arr2里的字符返回<0的数,
如果arr1里的字符等于arr2里的字符返回=0的数.
例如
int main()
{
char arr1[] = "abcd";
char arr2[] = "abc";
int ret = strcmp(arr1, arr2);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
执行结果
标准规定
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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
strcmp的模拟实现
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
while (*str1 == *str2)
{
if (*str1 == '\0')
return 0;
str1++;
str2++;
}
if (*str1 > *str2)
return 1;
else
return -1;
return *str1 - *str2;
}
1.5 strncpy
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
跟strcpy函数的功能类似，n表示的是num，可以指定拷贝字符串的个数
例如
int main()
{
char arr1[] = "hello world!";
char arr2[20] = { 0 };
strncpy(arr2, arr1,5);
printf("%s\n", arr2);
return 0;
}
执行结果
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
-
拷贝num个字符从源字符串到目标空间中
-
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。
1.6 strncat
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
跟strcat的功能类似，n也表示num，追加num个字符到目标空间
例如
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world!";
strncat(arr1, arr2,6);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
执行结果
1.7 strncmp
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
跟strcmp的功能类似，可以指定比较num个字符
例如
int main()
{
char arr1[] = "abcd";
char arr2[] = "abce";
int ret = strncmp(arr1, arr2,4);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
执行结果
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
-
比较到出现另个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完。
1.8 strstr
char * strstr (const char * str1, const char * str2 );
查找子串的函数，如果存在子串会把整个字符串全部打印出来
例如
int main()
{
char arr1[] = "abcdefg";
char arr2[] = "abc";
char* p = strstr(arr1, arr2);
if (*p == NULL)
{
printf("找不到\n");
}
else
{
printf("%s\n", p);
}
return 0;
}
执行结果
strstr函数的模拟实现
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
char* s1 = NULL;
char* s2 = NULL;
char* cp = str1;
while (*cp)
{
s1 = cp;
s2 = (char*)str2;
while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
{
return cp;
}
cp++;
}
return NULL;
}
1.9 strtok
char * strtok ( char * str, const char * delimiters );
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delimiters是分割符，把长的字符串按照分隔符分成多段短的字符串
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delimiters的参数含有0个或者多个分割符
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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。
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（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。）
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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。
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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。
将长的字符串按照分割符分成多个子串
例如
int main()
{
char arr[] = "192.168.222.33";
char buf[30] = { 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);
str = strtok(NULL, p);
printf("%s\n", str);
return 0;
}
执行结果
2.0 strerror
错误码返回信息函数，这个函数只要你给他一个错误码，它就能返回一个错误信息
例如
int main()
{
char* str = strerror(0);
printf("%s\n", str);
str = strerror(1);
printf("%s\n", str);
str = strerror(2);
printf("%s\n", str);
str = strerror(3);
printf("%s\n", str);
str = strerror(4);
printf("%s\n", str);
return 0;
}
执行结果
2.1 memcpy
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
-
memcpy函数从source的位置向后复制num字节的数据放到destination的位置
-
这个函数在遇到'\0'的时候不会停下来
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如果source和destination有任何重叠，复制的结果是不可知的
内存拷贝函数，有两块空间，可以把一块的空间里的内容放到另外一块空间里.
例如
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
int arr2[10] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1,32);
int i = 0;
int sz = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}
执行结果
这里把arr1数组的内容放到arr2数组里面
memcpy函数的模拟实现
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
assert(dest && src);
void* ret = dest;
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;// 把dest强转(char*)然后进行解引用,同理src也是
dest = (char*)dest + 1;// 把dest原来的位置往后挪
src = (char*)src + 1; // 把src原来的位置往后挪
}
return ret;
}
2.2 memmove
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );
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memcpy和memmove的区别在于memmove函数处理源内存块和目标空间内存块可以重叠
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如果源内存块和目标空间内存块重叠，就需要用memmove函数
例如
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
memmove(arr1, arr1+2, 12);
int i = 0;
int sz = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
把arr1向后12字节的内容，放到arr1里，就是把4,5,6覆盖1,2,3,然后后面的内容不变
执行结果
memmove函数的模拟实现
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
assert(dest && src);
void* ret = dest;
if (dest < src)
{
while (num--)
{
// 前往后
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else
{
// 后往前
while (num--)
{
*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
}
}
return ret;
}
这个分两种情况，当dest
dest
dest>src
2.3 memcmp
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );
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比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节
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返回值如下
使用例子
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,6 };
int arr2[] = { 1,2,3,4,5 };
int ret = memcmp(arr1, arr2, 17);
printf("%d\n", ret);
}
执行结果
这里就不带大家模拟实现的，感兴趣的可以自己研究。