C语言 - 字符函数和字符串函数

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  • 系列文章目录
  • 前言
  • 1. 字符分类函数
    • islower 是能够判断参数部分的 c 是否是⼩写字⺟的。 通过返回值来说明是否是⼩写字⺟,如果是⼩写字⺟就返回⾮0的整数,如果不是⼩写字⺟,则返回0。
  • 2. 字符转换函数
  • 3. strlen的使⽤和模拟实现
    • 计算字符串长度,遇到\0才结束。
    • 案例3: 指针-指针的⽅式:在数组里面,等于指针与指针之间的元素个数。
  • 4. strcpy 的使⽤和模拟实现
    • 返回首元素地址
    • 比如说: 常量字符串是不可以修改的,所以字符串函数基本上是对于字符串数组来说的。
    • 输出结果: ![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/6552e8f802c2478eb45416153c3f0999.png) 这里把\0,也给输出过去了,遇到\0,结束打印。
    • strcpy的模拟实现:
  • 4. 1 strncpy 函数的使⽤
    • 限制字符串长度复制
  • 5. strcat的使⽤和模拟实现
    • 作用:链接两个字符串,返回首元素地址
    • 5.1 模拟实现strcat函数:
  • 5.2 strncat函数的使⽤
    • 限制字符串长度链接
    • 符串的⻓度⼩于num的时候,只会将字符串中到\0 的内容追加到字符串末尾,怎么理解,来看代码:
  • 6. strcmp的使⽤和模拟实现
    • 作用:比较两字符串的大小 大小的比较方式:从左到右比较每个字符的ASCLL的值,只要前面字符大,则字符串大。
    • 6.1strcmp函数的模拟实现:
  • 7.strncmp函数的使⽤
    • 限制字符串长度比较
  • 8. strstr 的使⽤和模拟实现
    • 功能:从字符串1中找出字符串2
    • 返回的是地址
    • 8.1strstr的模拟实现:
  • 9. strtok 函数的使⽤
    • 第1次找:strtok在后面找不到sep,也就是找不到存放在sep的特殊字符,就会返回NULL,如果找到就返回切割字符串的首字符地址,并把字符1和sep存放特殊字符一样的换成\0, 第2次NULL解析:如果输入很乱,不知道第2次找的首字符的地址在哪里,但函数记住了,第2次只要传NULL函数就可以找到第2次开始的位置。所以第2次传参只要传NULL和sep(查找的特殊字符)就可以了。


前言

目的:学习主要常见字符串和字符串函数,及其部分函数的模拟过程。

1. 字符分类函数

C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的,也就是⼀个字符是属于什么类型的字符的。
这些函数的使⽤都需要包含⼀个头⽂件是 ctype.h。

C语言 - 字符函数和字符串函数_第1张图片
这些函数的使⽤⽅法⾮常类似,我们就讲解⼀个函数的事情,其他的⾮常类似:

 	int islower ( int c );

islower 是能够判断参数部分的 c 是否是⼩写字⺟的。
通过返回值来说明是否是⼩写字⺟,如果是⼩写字⺟就返回⾮0的整数,如果不是⼩写字⺟,则返回0。

案例1:
写⼀个代码,将字符串中的⼩写字⺟转⼤写,其他字符不变。

#include 
#include 
int main ()
{
 	int i = 0;
 	char str[] = "Test String.\n";
 	char c;
 while (str[i])
 {
 	c = str[i];
 	if (islower(c)) {
 		c -= 32;
 	}
  	putchar(c);
 	i++;
 }
 return 0;
}

输出结果:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第2张图片

把字符数组的所有内容都改成大写。

2. 字符转换函数

C语⾔提供了2个字符转换函数:

	int tolower ( int c ); //将参数传进去的⼤写字⺟转⼩写 
	int toupper ( int c ); //将参数传进去的⼩写字⺟转⼤写

上⾯的代码,我们将⼩写转⼤写,是-32完成的效果,有了转换函数,就可以直接使⽤ tolower 函
数。
案例2:

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

这里和案例1不同,案例1是- 32,是减去ASCLL的值得到大写字母。案例2是函数内部运算的。

3. strlen的使⽤和模拟实现

函数内容:

计算字符串长度,遇到\0才结束。

size_t strlen ( const char * str );

1 .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’ )。
2. 参数指向的字符串必须要以 ‘\0’ 结束。
3. 注意函数的返回值为size_t,是⽆符号的( 易错 )。
4. strlen的使⽤需要包含头⽂件

strlen的模拟实现:

案例1:

//计数器⽅式
int my_strlen(const char * str)
{
 	int count = 0;
 	assert(str);//断言一下,执行函数之前不为NULL指针。
 	while(*str){//str == \0,时停止。
 		count++;
 		str++;
 	}
 	return count;
}

案例2:
递归的方式,实现计数,同时不创建临时变量。

//不能创建临时变量计数器
int my_strlen(const char * str)
{
 	assert(str);
 	if(*str == '\0'){
 		return 0;
 	}
 	else 
 		return 1+my_strlen(str+1);
}

分析:

C语言 - 字符函数和字符串函数_第3张图片

案例3:
指针-指针的⽅式:在数组里面,等于指针与指针之间的元素个数。

int my_strlen(char *s)
{
 	assert(str);
 	char *p = s;
 	while(*p != ‘\0)
 		p++;
 	return p-s;
}

4. strcpy 的使⽤和模拟实现

函数库内容:

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

返回首元素地址

  1. 源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
  2. 会将源字符串中的 ‘\0’ 拷⻉到⽬标空间。
  3. ⽬标空间必须⾜够⼤,以确保能存放源字符串。
  4. ⽬标空间必须可修改。

比如说:
常量字符串是不可以修改的,所以字符串函数基本上是对于字符串数组来说的。

案例1:

把字符串”holle“复制到str1 + 4开始的位置

#include
#include
int main()
{
	char str1[] = { "123456789" };
	//也可以char str2[] = "hello";
	//strcpy(str + 4, str2);//把字符串”holle“复制到str1 + 4开始的位置。
	strcpy(str1 + 4, "hello");
	puts(str1);
	return 0;
}

输出结果:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第4张图片
这里把\0,也给输出过去了,遇到\0,结束打印。

strcpy的模拟实现:

实现代码:

char *my_strcpy(char *dest, const char*src){ 
	char *ret = dest;//记录开始位置
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL); 
	while((*dest++ = *src++)){//当src == '\0'时,赋值且停下。
		;
	}
	return ret;
}

4. 1 strncpy 函数的使⽤

限制字符串长度复制

  1. 拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间。
  2. 如果源字符串的⻓度⼩于num,则拷⻉完源字符串之后,在⽬标的后边追加0,直到num个。
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

上面案例strcpy案例1代码,若要将字符串2的前n个字符复制到str1中,就可以使用strncpy。代码2:

#include
#include
int main()
{
	char str1[] = { "123456789" };
	char str2[] = "hello";
	//strcpy(str + 4, str2);
	strncpy(str1 + 4, str2, 4);
	puts(str1);
	return 0;
}

输出结果:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第5张图片
这里刚刚好没有把\0复制到str1中,当然还有一种案例,就是超出str2的长度会怎么样呢?
案例3:

#include
#include
int main()
{
	char str1[] = { "123456789" };
	char str2[] = "hello";
	//strcpy(str + 4, str2);
	strncpy(str1, str2, 7);
	puts(str1);
	return 0;
}

调试一下:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第6张图片
超出的都变成了\0.

5. strcat的使⽤和模拟实现

作用:链接两个字符串,返回首元素地址

注意:

  1. 源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
    2.⽬标字符串中也得有 \0 ,否则没办法知道追加从哪⾥开始。
    3.⽬标空间必须有⾜够的⼤,能容纳下源字符串的内容。
    4.⽬标空间必须可修改。
    5.链接时,字符串1的\0被字符串2覆盖。
    链接字符串2可以是字符串常量。

代码1:

#include
#include
int main()
{
	char str1[20] = { "hello," };
	strcat(str1, "how are you!");
	puts(str1);
	return 0;
}

输出结果:

C语言 - 字符函数和字符串函数_第7张图片

5.1 模拟实现strcat函数:

char *my_strcat(char *dest, const char*src){
	char *ret = dest;//记录首元素地址
 	assert(dest != NULL);
 	assert(src != NULL);
 	while(*dest){//dest != \0,就++。
 		dest++;
 	}
 	while((*dest++ = *src++)){//把\0覆盖,把字符串2链接到字符串1
 		;
 	}
 return ret;
}

5.2 strncat函数的使⽤

限制字符串长度链接

函数内容:

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

将source指向字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾,再追加⼀个 \0 字

如果source 指向的字符串的⻓度⼩于num的时候,只会将字符串中到
\0 的内容追加到destination指向的字符串末尾

符串的⻓度⼩于num的时候,只会将字符串中到\0 的内容追加到字符串末尾,怎么理解,来看代码:

案例1:

把字符串2前面4个字符连接到字符串1

#include
#include
int main()
{
	char arr1[20] = "helle\0xxxxxx";
	char arr2[] = "world";
	strncat(arr1, arr2, 4);
	return 0;
}

调试一下:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第8张图片
这里提前加了\0,提前结束了字符串1。

6. strcmp的使⽤和模拟实现

作用:比较两字符串的大小
大小的比较方式:从左到右比较每个字符的ASCLL的值,只要前面字符大,则字符串大。

• 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

案例1:

#include
#include
int main()
{
	char str1[] = "zheng";
	char str2[] = "zhao";
	int ret = strcmp(str1, str2);
	if (ret > 0) {
		puts("大于");
	}
	else if (ret == 0){
		puts("等于");
	}
	else {
		puts("小于");
	}
	return 0;
}

输出结果分析:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第9张图片

6.1strcmp函数的模拟实现:

int my_strcmp (const char * str1, const char * str2)
{
 	int ret = 0 ;
 	assert(src != NULL);
 	assert(dest != NULL);
 	while(*str1 == *str2){//比较sacll的值
 		if(*str1 == '\0')//如果*str1 和 str2等于\0,字符串相等。
 			return 0;
 		str1++;
 		str2++;
 }
 return *str1-*str2;//如果有字符不相等的比较ASCLL的值,返回。
}

这就是strcmp函数的模拟实现了。

7.strncmp函数的使⽤

限制字符串长度比较

函数内容:

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

**⽐较str1和str2的前num个字符,如果相等就继续往后⽐较,最多⽐较num个字⺟,如果提前发现不⼀样,就提前结束,**⼤的字符所在的字符串⼤于另外⼀个。如果num个字符都相等,就是相等返回0。
案例1:

int main()
{
	char str1[] = "zheng";
	char str2[] = "zhao";
	int ret = strncmp(str1, str2, 3);
	if (ret > 0) {
		puts("大于");
	}
	else if (ret == 0){
		puts("等于");
	}
	else {
		puts("小于");
	}
	return 0;
}

C语言 - 字符函数和字符串函数_第10张图片

那如果把限制长度变成2呢?
输出结果:

C语言 - 字符函数和字符串函数_第11张图片

等于,因为前面两个字符相同。

8. strstr 的使⽤和模拟实现

功能:从字符串1中找出字符串2

函数内容:

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

返回的是地址

函数返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置。
字符串的⽐较匹配不包含 \0 字符,以 \0 作为结束标志。

案例1:

#include 
#include 
int main ()
{
 	char str[] ="This is a simple string";
 	char * pch;
 	pch = strstr (str,"simple");
 	//strncpy (pch,"sample",6);
 	printf("%s\n", pch);
 return 0;
}

输出结果:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第12张图片
说明什么?说明strstr函数记录相同字符串在str的地址,也可以去掉代码的注释内容,链接完整。
去掉注释后的输出结果:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第13张图片

8.1strstr的模拟实现:

char * my_strstr (const char * str1, const char * str2)
{
 	char *cp = (char *) str1;//记录首元素地址
 	char *s1, *s2;
 	if ( !*str2 )//空指针取反为真
 		return((char *)str1);
 	while (*cp){
 		s1 = cp;
 		s2 = (char *) str2;
 		while ( *s1 && *s2 && !(*s1-*s2) )//s1,s2不等于\0,且*s1和*s2相同
 			s1++, s2++;
 		if (!*s2)//s2等于\0时
 			return(cp);//返回找到字符串1找到相同字符串2的起始地址。
 		cp++;//如果找不到cp++
 	}
 	return(NULL);
}
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdf";
	char arr2[] = "bbc";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret != NULL) {
		printf("%s\n", ret);
	}
	else {
		printf("找不到\n");
	}
	return 0;
}

分析如图:
C语言 - 字符函数和字符串函数_第14张图片
重点:可以用char*pr接收返回地址,如果找不到会返回空指针,所以最好判断之后在打印。

9. strtok 函数的使⽤

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

• sep参数指向⼀个字符串,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⻉的内容并且可修改。)
• 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。
代码展示:

#include 
#include 
int main()
{
	char arr[] = "192.168.6.111";
	char* sep = ".";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep)){
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

分析:

第1次找:strtok在后面找不到sep,也就是找不到存放在sep的特殊字符,就会返回NULL,如果找到就返回切割字符串的首字符地址,并把字符1和sep存放特殊字符一样的换成\0,
第2次NULL解析:如果输入很乱,不知道第2次找的首字符的地址在哪里,但函数记住了,第2次只要传NULL函数就可以找到第2次开始的位置。所以第2次传参只要传NULL和sep(查找的特殊字符)就可以了。

也就是说:strtok这个函数有点特别,第一次找到\0时,他自己就会记录下一次开始的位置,不需要自己传,函数自己知道,所以只要传入NULL就可以2次调用函数,函数自己记录着开始位置,在查找sep(查找的特殊字符)进行切割。

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