C进阶---字符函数和字符串函数

目录

一、长度不受限限制的字符串函数 

1.1strlen

1.2strcpy 

1.3strcat 

1.4strcmp

二、长度受限制的字符串函数 

 2.1strncpy

2.2strncat 

2.3strncmp 

三、其他字符串函数 

3.1strstr

3.2strtok 

3.3sterror 

3.4memcpy 

 3.5memmove

3.6memcmp 

四、字符分类函数 

4.1 字符分类函数：

 4.2字符转换：

---

今天我们来学习字符函数和字符串函数，并完成模拟实现，真正掌握字符函数和字符串函数的使用。

我们为什么要学习字符函数和字符串函数呢 ，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.

给大家推荐一个网站（Reference - C++ Reference (cplusplus.com)）在这上面可以查询到你要使用函数的相关用法以及函数的简介

使用该类字符串函数时要包含头文件(#include)

一、长度不受限限制的字符串函数 

1.1strlen

我们先来复习一下strlen

• 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' )。
• 参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。
• 注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）

int main()
{
	char arr1[] = "abc\0def";
	char arr2[3] = { 'a', 'b', 'c' };
	int len1 = strlen(arr1);
	int len2 = strlen(arr2);
	printf("%d\n", len1);
	printf("%d\n", len2);
	return 0;
}

 我们可以看到'\0'在strlen中很重要

我们再看strlen函数的另一个重要的点 (返回类型是size_t)

//strlen函数的返回类型是size_t - 无符号整型
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf(">\n");
	}
	else
	{
		printf("<=\n");
	}
	return 0;
}

 运行结果：

下面我们来自己实现以下strlen函数 

//1. 计数器
int my_strlen(const char* str)//因为只是统计字符个数，字符串不改变，利用const来限制
{
	int count = 0;
	assert(str);//检查防止为NULL
	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
 


//2. 递归
//不创建临时变量，求字符串长度
int my_strlen(const char* str)
{
	if (*str != '\0')
		return 1 + my_strlen(str + 1);
	else
		return 0;
}



int main()
{
	char arr[] = "Hello World";
	int len = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);

	return 0;
}

我们利用计数器和递归两种方式来完成 

1.2strcpy 

strcpy函数其实就是字符串拷贝

char* strcpy(char * destination, const char * source );

我们来看一下使用strcpy 时的注意点：

• 源字符串必须以 '\0' 结束。
• 会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间。
• 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。
• 目标空间必须可变。

模拟实现并看是否和原函数使用结果一样： 

//返回的是目标空间的起始地址
char* my_strcpy(char* dest, const char*src)
{
	char* ret = dest;//保存最开始的地址
	assert(dest && src);//判断是否为空
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[] = "hello";
	char arr2[20] = { 0 };
	strcpy(arr2, arr1);//将arr1的内容拷贝到arr2中
	printf("%s\n", arr2);
	printf("%s\n", my_strcpy(arr2, arr1));
	return 0;
}

使用时注意目标空间要足够大 

1.3strcat 

strcat就是字符串的追加，从'\0'处开始追加。

注意无法使用字符串自己给自己追加，因为追加时会将'\0'覆盖陷入死循环。

char* strcpy(char * destination, const char * source ); 

 

我们看一下使用规则： 

• Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character in destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end of the new string formed by the concatenation of both in destination.
• 源字符串必须以 '\0' 结束。
• 目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
• 目标空间必须可修改

模拟实现

char* my_strcat(char* dest, const char*src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	//找目标空间中的\0
	while (*dest != '\0')
	{
		dest++;
	}
	//拷贝
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	
	char arr1[20] = "hello \0xxxxxxxxx";
	char arr2[] = "world";
	//追加
	/*strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);*/

	//追加
	my_strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);

	return 0;
}

1.  先找到目标空间第一个'\0'
2. 拷贝字符串到目标空间

1.4strcmp

strcmp字符串比较，比较对应的字符ASCII值 

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );

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

模拟实现：

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (*str1 == *str2) //相等时++，往后走，走到'\0'结束
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;

	//if (*str1 > *str2)
	//	return 1;
	//else
	//	return -1;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abzqw";
	char arr2[] = "abq";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d\n", ret);
	if (strcmp(arr1, arr2) >0)
		printf(">\n");
	return 0;
}

 利用字符ASCII值来比较

二、长度受限制的字符串函数 

 2.1strncpy

可以限制拷贝的个数

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

• 拷贝num个字符从源字符串到目标空间。
• 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。

int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxx";
	strncpy(arr2, arr1, 8);
	printf("%s\n", arr2);
	return 0;
}

 我们可以看到可以根据需要拷贝，不足时就补0(即是'\0')

2.2strncat 

字符追加，但这个函数能够实现自己给自己追加

 char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

int main()
{
	char arr1[20] = "hello \0xxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "abcdef";
	strncat(arr1, arr2, 8);
	strncat(arr1, arr1, 2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

运行结果 

能够完成自己给自己追加 

2.3strncmp 

控制比较的字符个数

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num ); 

int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcq";
	int ret1 = strncmp(arr1, arr2, 4);
	printf("%d\n", ret1);

	char arr3[] = "abbq";
	char arr4[] = "abbq";
	int ret2 = strncmp(arr3, arr4, 8);
	printf("%d\n", ret2);

	return 0;
}

运行结果：

三、其他字符串函数 

3.1strstr

字符串里找字符串

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

模拟实现： 

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	char* s1 = NULL;
	char* s2 = NULL;
	char* cp = (char*)str1;

	while (*cp)
	{
		s1 = cp;
		s2 = (char*)str2;
		while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return cp;
		}
		cp++;
	}
	return NULL;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcdebcdf";
	char arr2[] = "bcd";

	char* p = my_strstr(arr1, arr2);
	if (p == NULL)
	{
		printf("找不到\n");
	}
	else
	{
		printf("%s\n", p);
	}
	return 0;
}

 运行结果：

3.2strtok 

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

• sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
• 第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中一个或者多个分隔符分割的标记。
• 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。

int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	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);

	return 0;
}

我们发现后面得代码都是重复的，我们改进下。 

  改进代码：

int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	char buf[30] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);

	const char* p = "@.";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(buf, p); str != NULL; str=strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", str);
	}

	return 0;
}

3.3sterror 

打印错误信息

char * strerror ( int errnum );

int main()
{
	char* p = strerror(0);
	printf("%s\n", p);

	p = strerror(1);
	printf("%s\n", p);

	p = strerror(2);
	printf("%s\n", p);

	p = strerror(3);
	printf("%s\n", p);
	return 0;
}

3.4memcpy 

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num ); 

• 函数memcpy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。
• 这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
• 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

 模拟实现:

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}

 代码使用：

struct {
	char name[40];
	int age;
} person, person_copy;
int main()
{
	char myname[] = "Pierre de Fermat";
	/* using memcpy to copy string: */
	memcpy(person.name, myname, strlen(myname) + 1);
	person.age = 46;
	/* using memcpy to copy structure: */
	memcpy(&person_copy, &person, sizeof(person));
	printf("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age);
	return 0;
}

 3.5memmove

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num ); 

• memmove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。
• 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。 

模拟实现：

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest && src);
	if (dest < src)
	{
		//前->后
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		//后->前
		while (num--)
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}

3.6memcmp 

int memcmp ( const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num );

• 比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节 

int main()
{
	char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
	char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
	int n;
	n = memcmp(buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));
	if (n > 0) 
		printf("'%s' is greater than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
	else if (n < 0) 
		printf("'%s' is less than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
	else 
		printf("'%s' is the same as '%s'.\n", buffer1, buffer2);
	return 0;
}

四、字符分类函数 

4.1 字符分类函数：

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a~f，大写字母A~F
islower	小写字母a~z
isupper	大写字母A~Z
isalpha	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

 4.2字符转换：

int tolower ( int c );
int toupper ( int c );

int main()
{
	printf("%d\n", isdigit('6'));
	printf("%d\n", isspace('2'));
	printf("%d\n", islower('x'));
	printf("%c\n", toupper('a'));
	printf("%c\n", tolower('A'));
}

 运行结果:

  字符转换

int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	char c;
	while (str[i])
	{
		c = str[i];
		if (isupper(c))
			c = tolower(c);
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}

 运行结果：

  

 以上就是对字符串相关函数的解析，如有不对不妥之处欢迎大家留言！！！