C语言字符串查找函数和错误信息报告函数（strstr、strtok，strerror）

摘要

本篇文章介绍了C语言中常用的字符串处理函数，包括字符串查找函数 strstr 和字符串分割函数 strtok，以及错误信息报告函数 strerror。本章将详细说明每个函数的用法、参数和返回值，以及演示了如何使用它们。

1 strstr

1.1 函数使用

函数原型：

const char* strstr ( const char* str1, const char* str2 );

• str1：要在其中查找的字符串。
• str2：要查找的目标字符串。

strstr 是C语言中一个用于字符串处理的函数，该函数用于在一个字符串中查找另一个字符串的第一次出现位置。strstr 函数在 str1 字符串中搜索 str2 字符串，并返回第一次找到 str2 的位置（指向 str1 中的字符指针）。如果没找到 str2，则返回 NULL。
以下代码，展示了如何使用 strstr 函数来查找字符串：

#include 
#include 

int main() 
{
    const char* str1 = "abcdef";
    const char* str2 = "def";
    
    const char* res = strstr(str1, str2);
    
    if (res != NULL) 
    {
        printf("%s\n", res);
    } 
    else 
    {
        printf("在 %s 中未找到 %s\n", str1, str2);
    }
    
    return 0;
}

在上面代码中，strstr 函数查找字符串 “def” 在 “abcdef” 中的位置，并输出找到的位置。如果未找到，则输出未找到的消息。

1.2 模拟实现

实现思路：

• 使用一个循环遍历 str1 字符串，直到遍历到字符串的 \0 位置。
• 在每次循环中，比较 s1 和 s2 指向的字符，如果它们相等，则继续比较下一个字符。
• 如果 s2 指针成功地遍历完 str2 字符串(*s2 == ‘\0’)，表示找到了匹配的子字符串，返回 sp 指针，即匹配开始的位置。
• 如果没有找到匹配，将 sp 指针向前移动一个位置，继续下一轮的比较。
• 如果遍历完整个 str1 字符串都没有找到匹配，返回 NULL 表示未找到。

#include 
#include 

const char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);

	const char* s1 = str1;//使用s1遍历str1
	const char* sp = str1;//记录str1中每次开始匹配的位置
	const char* s2 = str2;使用s2遍历str2
	//使用一个循环遍历 str1 字符串，直到遍历到字符串的 \0 位置
	while (*s1)
	{
		//比较 s1 和 s2 指向的字符，如果它们相等，则继续比较下一个字符
		while (*s1 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		//s2 指针成功地遍历完 str2 字符串，表示找到了匹配的子字符串，返回 sp 指针
		if (*s2 == '\0')
		{
			return sp;
		}
		//匹配失败，将 sp 指针向前移动一个位置，继续下一轮的比较
		sp++;
		s1 = sp;
		s2 = str2;
	}
	return NULL;
}
int main()
{
	const char* str1 = "abc";
	const char* str2 = "abcdef";
	
	const char* res = my_strstr(str1, str2);
	
	if (res != NULL)
	{
		printf("%s\n", res);
	}
	else 
	{
		printf("在 %s 中未找到 %s\n", str1, str2);
	}
	return 0;
}

2. strtok

2.1 函数介绍

函数原型：

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

• str：要分割的字符串，首次调用时传入要分割的字符串，后续调用传入 NULL。
• delimiters ：分隔符字符集合，表示在哪些字符处分割字符串。

strtok 是C语言中一个用于字符串处理的函数，该函数根据指定的分隔符字符将字符串分割成多个子字符串。
strtok工作方式：

• 第一次调用时，传入要分割的字符串 str 和分隔符字符集合 delimiters 。
• 函数会在 str 中查找分隔符字符集合中的任何字符，并将第一个子字符串的起始地址返回。
• 函数会将找到的分隔符字符替换为 \0，从而将原字符串分割成两部分。
• 后续调用 strtok 时，给第一个参数传NULL时，函数会继续从上一次分割位置的下一个字符开始查找，并返回下一个子字符串的起始地址。
• 当没有更多子字符串可以分割时，函数返回 NULL，表示结束。

需要注意的是：
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。
以下两种方法，分别展示了如何使用 strtok 函数将一个字符串分割成多个子字符串：

1. 使用for循环

#include 
#include 

int main() {
	char str[] = "[email protected]";
	const char set[] = "@.";

	 // 第一次调用后续调用传str，后续调用传入 NULL
	for (char* _str = strtok(str, set); _str != NULL; _str = strtok(NULL, set))
	{
		printf("子字符串：%s\n", _str);
	}

	return 0;
}

2. 使用while循环

int main() {
	char str[] = "[email protected]";//待切割字符串
	const char set[] = "@."; //切割字符集合

	char* _str = strtok(str, s); // 第一次调用
	while (_str != NULL) 
	{
		printf("子字符串：%s\n", _str);
		_str = strtok(NULL, s); // 后续调用，传入 NULL
	}


	return 0;
}

在上面代码中，strtok 函数被用来根据 . 和 @ 分割字符串 “[email protected]”，并将每个子字符串打印出来。strtok 函数在每次调用时都会返回下一个子字符串的指针，直到没有更多子字符串可分割。
运行结果：

3. strerror

3.1 函数介绍

函数原型：

char* strerror ( int errnum );

• errnum：表示错误码，通常是由系统调用或库函数返回的错误码。

strerror 是C语言中错误信息报告函数，该函数会根据 errnum 参数返回对应的错误信息字符串。

以下代码，展示了如何使用 strerror 函数来获取错误信息：

#include 
#include 
#include 

int main() {
	FILE *file = fopen("data.txt", "r");

	if (file == NULL) 
	{
		int errnum = errno; // 获取当前的错误码
	
		printf("错误码:%d\n错误信息：%s\n", errnum, strerror(errnum)); // 获取错误信息字符串
	}
	else 
	{
		// 成功打开文件的操作
		fclose(file);
	}

	return 0;
}

在上面代码中，我们试图打开一个不存在的文件，因此 fopen 函数会返回 NULL，并且设置了错误码 errno。然后，我们使用 strerror 函数根据错误码获取相应的错误信息字符串，并打印出了错误消息。

3.2 strerror 与 perror

• strerror是将错误码翻译成错误信息，并返回错误信息字符串的起始地址。
• 而perror也与处理错误信息有关，该函数默认使用全局变量 errno 中的错误码来查找相应的错误信息，并打印出对应的错误描述。
  函数原型：

void perror(const char *s);

• 参数s：自定义的错误消息前缀。
  以下代码，展示了如何使用 perror 函数来打印错误消息：

#include 
#include 
#include 

int main() {
	FILE *file = fopen("data.txt", "r");

	if (file == NULL)
	{
		perror("打开失败");//用户自定义错误信息前缀。
	}
	else
	{
		// 成功打开文件的操作
		fclose(file);
	}

	return 0;
}

在上面代码中，我们试图打开一个不存在的文件，因此 fopen 函数返回 NULL 并设置了错误码 errno，该函数默认使用errno 中的错误码来查找相应的错误信息。然后，我们使用 perror 函数打印错误消息，前缀为 “打开失败”，以便清晰地指示是由于文件打开失败引发的错误。
运行结果：

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