还在用别人家的函数？别走！这篇文章教你把别人家的函数变成自己！手把手带你学会字符串函数和内存函数

我们知道，编译器给我们提供了很多实现不同常用功能的库函数，它们给我们提供了很多便利。

但是怎么说它们都是别人家的函数，我们能不能自己来实现，把它变成我们自家的函数呢？

当然可以！只有想不到，没有做不到！

话不多说，先点个赞！再开始我们今天的学习之旅吧！

下面我们就来一个个攻破它们吧！

首先我们看看我们今天要掌握的函数有哪些吧~

• 求字符串长度
  strlen
• 长度不受限制的字符串函数
  strcpy
  strcat
  strcmp
• 长度受限制的字符串函数介绍
  strncpy
  strncat
  strncmp
• 字符串查找
  strstr
  strtok
• 错误信息报告
  strerror
• 内存操作函数
  memcpy
  memmove
  memset
  memcmp

strlen

strlen - 字符串长度
我们传给函数一个字符串的地址，它负责帮我计算字符串的长度。

1. 字符串以’\0’结束，而strlen返回的是字符串中在’\0’之前出现的字符个数
2. 传给函数的字符串应该以’\0’结束，否则返回的是一个随机值。（因为strlen会一直向后访问直到遇到’\0’为止）
3. strlen返回值类型是size_t，一个无符号整型。

大家思考一下，下面的程序会输出什么值？

#include 
#include 
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf("hehe\n");
	}
	else
	{
		printf("haha\n");
	}
	return 0;
}

strlen(“abc”)的值比strlen(“abcdef”)的值小，所以屏幕中应该输出“haha”，是这样的吗？

大家要注意，strlen这个函数的返回类型是size_t，无符号整型，而无符号整型计算的结果应该是>=0的，所以程序最终输出的应该是“hehe”。

我们上可以看到打印的结果是“hehe”。

我们通过调试中的监视窗口可以看到，它其实是一个很大很大的正数。

strlen的模拟实现

弄懂了strlen函数之后，我们就来开始我们的第一个模仿创造之旅，写一个我们自己的strlen函数吧~

下面我们把自己模拟实现的strlen函数称为my_strlen函数。

首先我们写出my_strlen函数的使用场景。

然后进行函数的封装。

其实除了上面这种方法外，还有下面这两种方法。

可以看到，这三种写法都能帮助我们实现my_strlen。

strcpy

strcpy - 字符串拷贝
我们传一个目标字符串和源字符串给函数，让它帮我们把源字符串中的字符拷贝到目标字符串中。

1. 源字符串必须以’\0’结尾。
2. strcpy函数会把源字符串中的’\0’也拷贝到目标字符串中。
3. 目标字符串的必须可变。
4. 目标字符串的空间必须足够大。（确保能放源字符串）

strcpy的模拟实现

strcpy的模拟实现我们在之前的文章中已经详细讲过，这里就直接上代码啦！

详情请看学了编程却写出错误代码？程序运行结果与想象不符？当bug出现时该何去何从，别担心，这篇文章统统告诉你！手把手带你调试代码，让bug原形毕露！常见的代码技巧这一节。

strcat

strcat - 字符串连接
我们把目标字符串和源字符串一起传给函数，函数帮我们把源字符串接到目标字符串的后面。

1. 源字符串必须以‘\0’结尾。
2. 目标字符串必须可被修改。
3. 目标字符串的空间应该足够大。
4. 谨慎用strcat自己给自己追加。（自己给自己追加时，程序会覆盖掉’\0’，导致无限追加，程序崩溃）

strcat的模拟实现

首先我们还是先写出函数的使用和封装。

strcmp

strcmp - 字符串比较
我们把两个字符串传给函数，由函数帮助比较两个字符串的大小。

注意：我们这里比较的是字符串的内容，而非长度。

由上图，可以看到函数strcmp的返回值：

如果两个字符串相同，则返回0。
如果两个字符串不同，则比较第一个不同的字符的值，如果pt1的值小于ptr2的值，则返回一个<0的数，否则返回一个>0的数。

strcmp的模拟实现

step 1 写出my_strcmp的使用和封装。

上面的函数是长度不受限制的，所以我们传多长的字符串给函数，函数就会一直进行相应的操作知道达到了结束的条件。所以我们说这样的函数是不够安全的。

所以，库中又有了一些长度受限制的函数，它们相对来说就被认为是比较安全的函数。

strncpy
strncat
strncmp

我们可以看到，这三个函数相对于前面的三个函数，函数名中间都多了一个n，而这个n实际上就是num，即操作的字符个数。

strncpy

拷贝num个字符到目标字符串中。

如果我们想拷贝的字符数比源字符串长度大，则超出来的部分会默认填充’\0’。

strncpy的模拟实现

strncat

连接num个字符到目标字符串后面。

如果源字符串长度小于我们希望连接的字符长度。

strncat的模拟实现

strncmp

比较num个字符。

strncmp的模拟实现

strstr

strstr - 字符串查找
用于在一个字符串中查找子字符串，返回的是子字符串在该字符串中第一次出现的位置，如果不包含该子字符串，则返回NULL。

注意，strstr是查找ch2在ch1中第一次出现的位置。所以如果ch2在ch1中出现了两次，则只返回第一次出现的位置。

strstr的模拟实现

首先我们应该考虑到查找字符串时可能出现的两种情况。

第一种情况：首先看p1是否与p2相等，是则否p1++。

是则p1和p2均++。

然后再继续++，直到遇到’\0’为止。

当然，如果是p1先遇到’\0’，查找也应该停下来。

情况1相对较为简单，一次查找就能找到。

下面我们看情况2。如果还是按照情况1那样往下走，当遇到下面这种情况之后，我们应该怎么办呢？

这时候p2应该回到起始位置，同时p1应该回到p1开始查找的下一个位置，再重新进行查找。

所以我们应该先把这p1和p2要回归的那个位置保存下来。

当p1往前走时，s1也要跟着往前走。

当p1和p2相等时，查找开始，s1应该记录下p1开始查找的位置的下一个位置。

这样当p1和p2不匹配时，p1就可以回到s1的位置重新开始查找。

下面我们用代码实现my_strstr。

当然上面的代码我们可以简化如下：

strtok

strtok - 字符串切割
把由分隔符分割的字符串分割成各个部分。

例如：123.111.222.383
按照.分割为
123
111
222
383

那么这个函数到底是怎样的呢？

1. 参数delimiters指的是用作分隔符的字符集合。
2. str指向的是一个被0个或多个分隔符分割的字符串
3. strtok函数找到str中的下一个标记，并将更改为’\0’，同时返回一个指向这个标记的指针。（注意：因为strtok函数会改变str，所以我们传参时一般传的是一份临时拷贝并且可修改的内容。）
4. 当strtok函数的第一个参数str不为NULL时 ，函数将找到str中的第一个分隔符，并保存它在字符串中的位置。
5. 当strtok函数的第一个参数str为NULL时 ，函数从str中上次保存的位置开始，查找下一个分隔符。
6. 当找不到分隔符时，strtok会返回NULL。

说了那么多，不知道看懂了没？

我们还是用代码来看看吧~

那么像这样一段代码，我们可以用一个循环来表示，会显得更加好理解。

我们可以发现，每一次调用完strtok之后，函数会保存上一次函数调用时访问的位置。

这说明该函数中应该含有一些静态变量或者全局变量，函数调用完之后，这些变量并没有随着函数栈帧的销毁而销毁，从而使得strtok函数具有“记忆功能”。

当然由于使用了这个函数的实现是比较复杂的，并且相对来说并不常用，所以这里博主就没有尝试把它变成自家函数啦！有幸的uu们可以自己尝试一下哈！

strerror

strerror - 错误信息
C语言中，我们会对一些常见的错误进行编号，并给上一个错误码，当我们把错误码传给strerror时，函数就会返回我们错误信息，告诉我们是哪里出了错。

我们可以看到每个错误码对应的错误信息，但是我们应该如何获得错误信息呢？

当库函数调用失败的时候，就会返回一个错误码。

所以，strerror是一个可以返回C语言内置的错误码对应的错误信息的函数。

此外，还有一个strerror的进阶版：perror，可以认为它==printf + strerror，即打印错误信息。

我们还是通过代码来看看。

memcpy

memcpy - 内存拷贝
之前我们学过strcpy - 字符串拷贝，它只能对字符串进行操作，那么现在我们看看内存拷贝，它是对内存进行操作的，也就可以对各种类型的变量进行操作。

memcpy的模拟实现

我们再看下面这段代码。

但是这能不能实现呢？

我们调试来看看。

我们可以看到arr并没有变成我们希望的样子，因为前面要被拷贝的元素被覆盖了。

但是在C语言中，我们对memcpy的要求是只要完成了不重叠的内存拷贝就ok。（尽管现在一些编译器的memcpy也可以完成重叠的内存拷贝）

那么对于内存重叠的情况，我们应该怎么办呢？

这时候我们就要提一提memmove这个函数啦！

#memmove

memmove - 内存移动
我们可以看到，memmove的参数和返回类型和memcpy实际上是一样的，但是它既可以完成不重叠内存的拷贝，也可以完成重叠内存的拷贝。

memmove的模拟实现

那么我们要实现内存重叠的拷贝，应该如何实现呢？

为了防止拷贝时重叠的内存块被覆盖，我们应该在内存被覆盖之前就将其拷贝到目标位置的，这里分两种情况。

那么我们具体应该怎么做呢？

我们可以根据dest的位置分两种情况进行讨论。

从前向后拷贝，应该与memcpy的实现是一样的。


我们再来看看从后向前拷贝。

最后，把返回值写上，我们的my_memmove就完成啦！

下面我们来验证一下~

从后往前拷贝：

从前往后拷贝：

NICE!下一个！

memcmp

memcmp - 内存比较
比较内存中的num个字节。

memcmp的模拟实现

memset

memset - 内存设置函数
我们可以通过memset把指定内存中的内容放入我们指给定的值。

memset的模拟实现

以上这么多的函数，你都收入自己的函数库中了吗？？

快来评论区！！！让我们知道你学会多少个库函数~~

其实库函数中关于字符串和内存的函数还有很多，大家感兴趣的可以一一去研究一下~

我们今天的内容就分享到这里啦！

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https://gitee.com/fang-qiuhui/my-code/blob/ef5606d87a73e595436453a7e4b1ab0a0ff07bcd/practice_2021_9_21_Library_Functions/practice_2021_9_21_Library_Functions.c