字符串和内存函数（1）

目录

• 求字符串长度函数
• 长度不受限制的字符串函数
• 长度受限制的字符串函数
• 字符串查找函数
• 错误信息报告函数
• 字符操作函数
• 内存操作函数

1. 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。

2. 函数介绍

2.1 strlen

size_t strlen(const char* str);

• 字符串以 ‘\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）

#include 
#include 

int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf("大于\n");
	}
	else
	{
		printf("小于等于\n");
	}

	return 0;
}

以上代码的结果是大于，这就是因为strlen返回的是无符号的整型，所以应该这样写：

#include 
#include 

int main()
{
	if ((int)strlen("abc") - (int)strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf("大于\n");
	}
	else
	{
		printf("小于等于\n");
	}

	return 0;
}

#include 
#include 

int main()
{
	if (strlen("abc") > strlen("abcdef"))
	{
		printf("大于\n");
	}
	else
	{
		printf("小于等于\n");
	}

	return 0;
}

以上两个代码的结果就是小于等于。

我们再来复习一下strlen函数的模拟实现：

#include 

//1. 计数器
size_t my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;

	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}

	return count;
}

//2. 指针-指针
//3. 递归的方法

int main()
{
	size_t sz = my_strlen("abc");
	printf("%u\n", sz);//3

	return 0;
}

另外两种方法如果不清楚，可以看之前的指针初阶（1）。

2.2 strcpy

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

• Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null character (and stopping at that point).
• 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。

#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	//char* arr1 = "xxxxxxxxxx";//err  常量字符串不能被修改
	//char arr2[] = "hello bit";
	char arr2[6] = { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', '\0' };
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);//abcde

	return 0;
}

我们再来看一下strcpy函数的模拟实现：

#include 
#include 

//char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
//{
//	char* ret = dest;
//	assert(dest != NULL);
//	assert(src != NULL);
//
//	while (*src != '\0')
//	{
//		*dest = *src;
//		dest++;
//		src++;
//	}
//
//	*dest = *src;//\0
//
//	return ret;
//}

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);

	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}

	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "hello world";
	char arr2[] = "xxxxx";
	//printf("%s\n", my_strcpy(arr1, arr2));
	my_strcpy(arr1 + 6, arr2);
	printf("%s\n", arr1);//hello xxxxx

	return 0;
}

2.3 strcat

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

• 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。
• 目标字符串也必须以 ‘\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。

#include 
#include 

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

	return 0;
}

以下是对strcat函数的模拟实现：

#include 
#include 

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);

	char* ret = dest;
	//1. 找目标空间中的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}

	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}

	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "world";
	my_strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);//hello world

	return 0;
}

我们思考一个问题：字符串能自己给自己追加吗？

答：strcat 最好不要自己给自己追加！

#include 
#include 

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);

	char* ret = dest;
	//1. 找目标空间中的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}

	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}

	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	my_strcat(arr1, arr1);
	printf("%s\n", arr1);

	return 0;
}

dest 和 src 中一开始存的都是 ‘h’ 的地址，之后 dest 会找到 ‘\0’ 的地址，接着通过 *dest = *src，把 ‘\0’ 替换成 ‘h’，但是这样之后 src 就找不到 ‘\0’ 了，就会进入死循环。因此，strcat 最好不要自己给自己追加！

2.4 strcmp

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

• This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character is reached.
• 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

//VS
//> 1
//= 0
//< -1
#include 
#include 

int main()
{
	int ret = strcmp("abcdef", "abq");
	printf("%d\n", ret);//-1

	return 0;
}

strcmp的模拟实现：

#include 
#include 

//int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
//{
//	assert(str1 && str2);
//	
//	while (*str1 == *str2)
//	{
//		if ('\0' == *str1)
//		{
//			return 0;
//		}
//		
//		str1++;
//		str2++;
//	}
//
//	if (*str1 > *str2)
//	{
//		return 1;
//	}
//	else
//	{
//		return -1;
//	}
//
//}

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

	while (*str1 == *str2)
	{
		if ('\0' == *str1)
		{
			return 0;
		}

		str1++;
		str2++;
	}

	return (*str1 - *str2);
}

int main()
{
	int ret = my_strcmp("bbq", "bcq");

	if (ret > 0)
	{
		printf(">\n");
	}

	printf("%d\n", ret);//-1

	return 0;
}

---

---

2.5 strncpy

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

• Copies the first num characters of source to destination. If the end of the source C string (which is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied,destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it.
• 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。

#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef";
	//char arr2[] = "xxxxxxxxxxxxx";
	//strncpy(arr1, arr2, 3);
	//printf("%s\n", arr1);//xxxdef
	char arr2[] = "xxx";
	strncpy(arr1, arr2, 5);
	printf("%s\n", arr1);//xxx

	return 0;
}

2.6 strncat

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

• Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.
• If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied.

#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef\0yyyyyyyyyyy";
	char arr2[] = "xxx";
	strncat(arr1, arr2, 5);

	return 0;
}

#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef\0yyyyyyyyyyy";
	char arr2[] = "xxxxxxxxx";
	strncat(arr1, arr2, 3);

	return 0;
}

2.7 strncmp

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。

#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[] = "abcqwertyuiop";
	char arr2[] = "abcdef";
	printf("%d\n", strncmp(arr1, arr2, 3));//0

	return 0;
}

2.8 strstr

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

• Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.

//strstr - 字符串中找子字符串
#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[] = "abcdefabcdef";
	char arr2[] = "def";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	
	if (ret != NULL)
	{
		printf("%s\n", ret);//defabcdef
	}
	else
	{
		printf("找不到\n");
	}

	return 0;
}

#include 
#include 

int main()
{
	char arr1[] = "abcdefabcdef";
	char arr2[] = "deq";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);

	if (ret != NULL)
	{
		printf("%s\n", ret);
	}
	else
	{
		printf("找不到\n");
	}

	//找不到对应的字符串，返回的是NULL，所以打印找不到

	return 0;
}

strstr函数的模拟实现：

#include 

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

	while (*cp)
	{
		//开始匹配
		s1 = cp;
		s2 = str2;

		while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}

		if ('\0' == *s2)
		{
			return cp;
		}

		cp++;
	}

	return NULL;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdef";
	char arr2[] = "bbc";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);

	if (ret != NULL)
	{
		printf("%s\n", ret);//bbcdef
	}
	else
	{
		printf("找不到\n");
	}

	return 0;
}

2.9 strtok

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。

#include 
#include 

int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	char copy[20];
	strcpy(copy, arr);
	char sep[] = "@.";

	char* ret = strtok(copy, sep);
	printf("%s\n", ret);//zhangsan

	ret = strtok(NULL, sep);
	printf("%s\n", ret);//yeah
	
	ret = strtok(NULL, sep);
	printf("%s\n", ret);//net

	return 0;
}

但是如果我们不知道它被分成了几段，那么我们应该怎么把它们全部打印出来呢？

#include 
#include 

int main()
{
	char arr[] = "[email protected]@666#777";
	char copy[30];
	strcpy(copy, arr);
	char sep[] = "@.#";
	char* ret = NULL;

	for (ret = strtok(copy, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", ret);
	}

	return 0;
}

2.10 strerror

char* strerror(int errnum);

• 返回错误码所对应的错误信息。
• 库函数在执行的时候，发生了错误，会将一个错误码存放在errno这个变量中，errno是C语言提供的一个全局变量

#include 
#include 

int main()
{
	int i = 0;
	
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d: %s\n", i, strerror(i));
	}

	return 0;
}

举个具体的例子：

#include 
#include 
#include 

int main()
{
	//C语言中可以操作文件
	//操作文件的步骤
	//1. 打开文件
	//2. 读/写文件
	//3. 关闭文件

	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");//打开data.txt这个文件，而且是为了读来打开这个文件，这个函数返回的是一个FILE*的指针，打开失败返回的是空指针

	if (NULL == pf)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		//如果当前路径底下没有data.txt这个文件，就会打印No such file or directory
		
		return 1;//和ruturn 0做个区分，这是失败返回的
	}

	//读文件
	//...

	//关闭文件
	fclose(pf);

	return 0;
}

还有一个函数可以直接就把错误信息打印出来：

#include 

int main()
{
	//C语言中可以操作文件
	//操作文件的步骤
	//1. 打开文件
	//2. 读/写文件
	//3. 关闭文件

	FILE* pf = fopen("data.txt", "r");

	if (NULL == pf)
	{
		perror("fopen");//如果当前路径底下没有data.txt这个文件，就会打印fopen: No such file or directory
		//先打印fopen: ，然后再打印错误信息
		//perror里面的内容可以自定义
		
		return 1;
	}

	//读文件
	//...

	//关闭文件
	fclose(pf);

	return 0;
}

2.11 字符分类函数

注：
ASCII码表中0~31是不可打印字符，其他是可打印字符。

#include 
#include 

int main()
{
	//isupper
	//大写返回非0
	//其他返回0
	printf("%d\n", isupper('A'));//1
	printf("%d\n", isupper('a'));//0

	printf("%d\n", isdigit('2'));//4
	printf("%d\n", isdigit('X'));//0

	return 0;
}

2.12 字符转换函数

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

#include 
#include 

int main()
{
	printf("%c\n", tolower('A'));//a
	printf("%c\n", tolower('s'));//s

	return 0;
}

最后，我们来看一道题目：

//将字符串中的内容全部改成小写

#include 
#include 

int main()
{
	char arr[20] = { 0 };
	gets(arr);//遇到空格继续读
	//比如输入：I am a Good Student
	char* p = arr;

	while (*p)
	{
		if (isupper(*p))
		{
			*p = tolower(*p);
		}

		p++;
	}

	printf("%s\n", arr);//i am a good student

	return 0;
}