字符函数和字符串函数
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所属专栏：《C语言进阶》
跟着猪巴戒，一起学习C语言
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中或者字符数组中。
常量字符串适用于那些对它不做修改的字符串函数。
目录
前言
字符分类函数
函数介绍
strlen
正常情况下的strlen的使用
在没有' \0 '的情况下
（易错）strlen的返回值是无符号类型
学会strlen函数的模拟实现
1.计数器方法
2.指针-指针方法
3.递归方法
strcpy
正常情况下：
源字符串必须以 '\0' 结束
⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串
⽬标空间必须可修改
strcpy的模拟实现
strcat
正常使用
strcat的模拟实现
strcmp
介绍
strcpy的模拟实现
长度受限函数
strncpy
strncpy的使用
源字符串的⻓度⼩于num
strncpy的模拟实现
strncat
strncat的使用
strncmp
strstr
strstr的使用
strstr的模拟实现
strtok
strerror
strerror的使用
字符分类函数
C语言中有一系列的函数是专门做字符分类，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ctype.h
| 函数 | 如果它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’字符 |
| isxdigit | 十六进制数字，包括所有十进制数字字符，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 |
函数介绍
strlen
size_t strlen( const char* str );- 字符串以 ‘ \0 ’作为结束标志，strlen 函数返回的是再字符串中' \0 '前面出现的字符个数（不包括' \0 ' )。
- 参数指向的自负床必须以 ' \0 ' 结束。
- 注意函数的返回值为size_t，是无符号的。（易错）
- strlen的使用需要包含头文件
正常情况下的strlen的使用
#include
#include
int main()
{
char arr[] = "abcdef";//abcdef\0
int len = strlen(arr);
printf("%d\n", len);
return 0;
} 返回结果为6。一共是六个字符。
在没有' \0 '的情况下
#include
#include
int main()
{
char arr[] = { 'a','b','c' };
int len = strlen(arr);
printf("%d\n", len);
return 0;
} 这里返回的就是一个随机值，因为没有' \0 '函数就会一直查找下去，直到遇到内存中的' \0 '才会停止 ，所以这里返回的是随机值。
（易错）strlen的返回值是无符号类型
#include
#include
int main()
{
if (strlen("abc") - strlen("abcdef"))
{
printf(">\n");
}
else
{
printf("<\n");
}
return 0;
} 对strlen的返回类型不了解容易产生错误
由于strlen返回的是无符号类型，所以无符号类型的变量相减，得到的也是无符号类型，不会有负数
#include
#include
int main()
{
if (strlen("abc") - strlen("abcdef"))
{
printf(">\n");
}
else
{
printf("<\n");
}
return 0;
} 学会strlen函数的模拟实现
学会strlen的模拟实现，可以让我们进一步地了解strlen 的内部结构，也能让我们掌握编写函数的能力。
当我们在编写函数的时候，都要想到3种方法，
1.计数器方法
2.指针-指针方法
3.递归方法
1.计数器方法
#include
#include
#include
size_t my_strlen(const char* str)
{
size_t count = 0;
assert(str);
while (*str != '\0')
{
count++;
str++;
}
return count;
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
size_t n = my_strlen(arr);
printf("%u\n", n);
return 0;
} 2.指针-指针方法
这里是指针-指针的方法，通过指针-指针的方法同样可以实现strlen函数。
但是这里要注意：指针-指针，我们要用高地址的指针来减低地址的指针，不然就会返回负数，无符号类型没有负数就会返回一个较大的数，这里容易产生错误
#include
#include
#include
size_t my_strlen(const char* str)
{
char* tmp = str;
assert(str);
while (*str != '\0')
{
str++;
}
return (str-tmp);
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
size_t n = my_strlen(arr);
printf("%u\n", n);
return 0;
} 3.递归方法
递归就是直接或者间接地调用自身，把一个大型复杂的程序简化为规模较小的程序，将大量的程序用简单的程序来代替。
递归的主旨是将大事化小。
#include
#include
#include
size_t my_strlen(const char* str)
{
char count = 0;
assert(str);
if (*str == '\0')
return 0;
else
{
count++;
str++;
}
return (count + my_strlen(str));
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
size_t n = my_strlen(arr);
printf("%u\n", n);
return 0;
} strcpy
字符串拷贝
把source空间的字符串传给destination空间里去。
char* strcpy( char* destination, const char* source )- 源字符串必须以 '\0' 结束。
- 会将源字符串中的 '\0' 拷⻉到⽬标空间。
- ⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串。
- ⽬标空间必须可修改。
正常情况下：
#include
#include
int main()
{
char name[20] = { 0 };
strcpy(name,"zhangsan");
printf("%s\n", name);
return 0;
} 
源字符串必须以 '\0' 结束
这里的arr数组并没有这个‘ \0 ’就会导致不相干的其他内容被拷贝到数组中，并且会有数组越界。
#include
#include
int main()
{
char name[20] = "xxxxxxxx";
char arr[] = { 'a','b','c' };
strcpy(name, arr);
printf("%s\n", name);
return 0;
} 
⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串
如果空间不够大，将大内存的内容存放到这个空间，系统就会崩溃，还会产生越界访问。
#include
#include
int main()
{
char name[3] = "";
char arr[] = "abcdef";
strcpy(name, arr);
printf("%s\n", name);
return 0;
} 
⽬标空间必须可修改
这里的“abcdef”是常量字符串，不可以修改，强行修改的话，就会产生访问冲突。
#include
#include
int main()
{
char* p = "abcdef";
char arr[] = "abc";
strcpy(p, arr);
return 0;
} strcpy的模拟实现
strcpy的实现原理就是，
将字符串一一对应地从source移到dest上去。
source，dest表示的是字符数组，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。
由于是数组，source ,dest表示的都是数组名，就是首元素的地址，source表示的就是 ' a '.
我们要把source搬到dest上，*dest = *source,就是将第一个元素搬过去
然后就是source++,dest++,逐个地将每一个元素都搬运过去。
assert,断言，作用是防止传过来的参数是空指针。
#include
char* my_strcpy(char* dest, const char* source)
{
assert(dest && source);
char* start = dest;
while (*source != '\0')
{
*dest = *source;
dest++;
source++;
}
*dest = *source;
return start; //strcpy的返回值是目标字符串，所以要将原来的dest的位置记下来
}
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[20] = { 0 };
my_strcpy(arr2, arr1);
printf("%s\n", arr2);
return 0;
} strcat
字符串追加,当我们想要在原有的字符串后面追加字符串。
char * strcat ( char * destination, const char * source )- 源字符串必须以 '\0' 结束。
- ⽬标字符串中也得有 \0 ，否则没办法知道追加从哪⾥开始。
- 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。
正常使用
#include
#include
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
strcat(arr1, "world");
printf("%s\n", arr1);
return 0;
} 
strcat的模拟实现
strcat的实现原理，
就是现在dest找到' \0 '，然后从' \0 ' 开始将需要追加的字符串加到后面。
1.找到dest 的' \0 ' ，如果dest不是' \0 ' ，那就dest++;
2.直到找到我们的' \0 '.拷贝字符串。
#include
char* my_strcat(char* dest, const char* source)
{
assert(dest && source);
char* start = dest;
//1.找到dest的' \0 '
while (*dest != '\0')
{
dest++;
}
//2.拷贝字符串
while (*dest++ = *source++)
{
;
}
return start;
}
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
strcat(arr1, "world");
printf("%s\n", arr1);
return 0;
} strcmp
介绍
比较字符串
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 )
strcmp是一位一位通过ASCII码值进行比较的，如果是下面两个字符数组比较，就是
第一位一样，第二位一样
第三位arr2的q比arr1的c大，
那么arr2就比arr1大
#include
int main()
{
char arr1[20] = "abc";
char arr2[] = "abcd";
int num = strcmp(arr1, arr2);
if (num < 0)
{
printf("<\n");
}
else if(num = 0)
{
printf("=\n");
}
else
{
printf(">\n");
}
return 0;
} strcpy的模拟实现
strcpy的实现原理
通过ASCII码值进行一一比较，如果arr1,arr2的元素相同的话，就进行下一位的比较。
直到遇到不一样的元素进行比较，直接返回它们的差就可以了。
#include
#include
#include
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
while (*str1 == *str2)
{
str1++;
str2++;
}
return *str1 - *str2;
}
int main()
{
char arr1[20] = "abc";
char arr2[] = "abcd";
int num = my_strcmp(arr1, arr2);
if (num < 0)
{
printf("<\n");
}
else if(num = 0)
{
printf("=\n");
}
else
{
printf(">\n");
}
return 0;
} 长度受限函数
strncpy
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
- 拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间。
- 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。
strncpy的使用
#include
#include
int main()
{
char arr1[20] = "abcdef";
char arr2[] = "hello world";
strncpy(arr1, arr2, 5);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
} 
源字符串的⻓度⼩于num
#include
#include
int main()
{
char arr1[20] = "abcdef";
char arr2[] = "bit";
strncpy(arr1, arr2, 5);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
} 
strncpy的模拟实现
和strcpy不同的是，strncpy有长度的限制，原来的while循环，加上num--的限制条件。
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* my_strncpy(char* dest, const char* source, size_t num)
{
assert(dest && source);
char* start = dest;
while (num && *source)
{
num--;
*dest++ = *source++;
}
while(num != 0)
{
*dest = '\0';
dest++;
num--;
}
return start;
}strncat
char * strncpy ( 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 符。
- 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。
strncat的使用
#include
#include
int main()
{
char str1[20];
char str2[20];
strcpy(str1, "To be ");
strcpy(str2, "or not to be");
strncat(str1, str2, 6);
printf("%s\n", str1);
return 0;
} 
strncmp
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.
strstr
char * strstr ( const char * str1, const char * str2 )
- 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
strstr的使用
如果存在子串的内容，就会返回子串在字符串中的位置。
#include
#include
int main()
{
char email[] = "[email protected]";
char substr[] = "bitejiuyeke";
char* ret = strstr(email, substr);
if (ret == NULL)
{
printf("子串不存在\n");
}
else
{
printf("%s\n", ret);
}
return 0;
} 
strstr的模拟实现
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
char* cp = (char*)str1;
char* s1, * s2;
if (!*str2)
return((char*)str1);
while (*cp)
{
s1 = cp;
s2 = (char*)str2;
while (*s1 && *s2 && !(*s1 - *s2))
s1++, s2++;
if (!*s2)
return(cp);
cp++;
}
return(NULL);
}strtok
char * strtok ( char * str, const char * delimiters )
- 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。
如果ret为空指针，strtok就会返回空指针。
#include
#include
int main()
{
const char* sep = "@.";
char email[] = "[email protected]";
char* ret = strtok(email, sep);
printf("%s\n", email);
ret = strtok(NULL, sep);
printf("%s\n", ret);
ret = strtok(NULL, sep);
printf("%s\n", ret);
ret = strtok(NULL, sep);
printf("%s\n", ret);
return 0;
} 
这样就可以不需要知道email有多少个分割符。
#include
#include
int main()
{
const char* sep = "@.";
char email[] = "[email protected]";
char* ret = NULL;
for (ret = strtok(email, sep)； ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep))
{
printf("%s\n", ret);
}
return 0;
} 
strerror
char * strerror ( int errnum )- strerror函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回来。
- errno是C语言设置的一个全局的错误码存放的的变量。
#include
#include
#include
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
printf("%s\n", strerror(i));
}
return 0;
} 
strerror的使用
有了strerror，我们就可以明确地知道错误信息是什么。
#include
#include
#include
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
else
//
return 0;
} 