【C语言】常见字符串函数的使用和模拟实现（代码分享）

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

在C语言的编程世界中，字符串是一种不可或缺的数据类型，而字符串函数则是我们处理文本信息时的得力助手。无论是字符串的拼接、查找、替换，还是其他各种操作，C语言提供了一系列强大的字符串函数，为程序员提供了便捷的工具。

这篇博客将深入探讨C语言中常见的字符串函数，包括它们的用法、实际场景中的应用以及如何根据需求进行模拟实现。通过对这些函数的深入理解和实际应用，我们不仅能够编写更高效、可读性强的代码，还能够为解决实际问题提供更为灵活的解决方案。

让我们一同踏入这个有关C语言字符串函数的旅程，发掘其中的奥秘和技巧。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

注意相关库函数的查询可以参考该网站查询

一、strlen的使用和模拟实现

strlen的使用

//size_t strlen(const char* str)
 //使用strlen函数
#include 
#include 
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t sum = strlen(arr);
	printf("%zd", sum);
	return 0;
}

strlen的模拟实现

写法一

//模拟实现c语言库函数size_t strlen(const char* str)
#include 
#include 
#include 
 //写法1
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	size_t count = 0;
	while (*str++)
	{
		count++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdefg";
	size_t sum = my_strlen(arr);
	printf("%zd", sum);
	return 0;
}

写法二

#include 
#include 
#include 
//写法2
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	size_t count = 0;
	char* start = str;
	while (*str)
	{
		str++;
	}
	count = str - start;
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t sum = my_strlen(arr);
	printf("%zd", sum);
	return 0;
}

写法三

#include 
#include 
#include 
//写法3
//写一个函数，不能使用临时变量，字符串长度
//利用递归实现
size_t my_strlen(const char* str)
{
	if (*str == '\0')
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1 + my_strlen(str + 1);
	}
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t sum = my_strlen(arr);
	printf("%zd", sum);
	return 0;
}

二、strcpy使用和模拟实现

strcpy的使用

#include 
#include 
//strcpy的使用
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abc";
	printf("%s\n", arr1);
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

strcpy的模拟实现

通常写法

//模拟实现strcpy函数
//char* strcpy(char* destination, const char* source);
#include 
char* my_strcpy(char* dest,const char*source)
{
	char* ret = dest;
	while (*source)
	{
		*dest++ = *source++;
	}
	*dest++ = *source++;
	return ret;
}

改进写法（巧妙）

//改进写法，非常巧妙，可以自己体会
char* my_strcpy(char* dest, const char* source)
{
	char* ret = dest;
	while (*dest++ = *source++);
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char arr2[] = "abcdefg";
	printf("%s", my_strcpy(arr1, arr2));
	return 0;
}

三、strcat使用和模拟实现

strcat的使用

//使用strcat,字符串追加函数
//char * strcat ( char * destination, const char * source )
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[20] = "hello,";
	char arr2[] = "world";
	printf("%s", strcat(arr1, arr2));
	return 0;
}

strcat的模拟实现

//模拟实现strcat函数my_strcat
#include 
#include 
char* my_strcat(char*dest,const char*src)
{
	char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++=*src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello,";
	char arr2[] = "world";
	printf("%s", my_strcat(arr1, arr2));//这里需要注意我们自己实现的库函数不能自己追加自己否则会导致死循环，但是c库函数本身可以实现自己追加自己
	//（尽量不要自己给自己追加）
	return 0;
}

四、strcmp使用和模拟实现

strcmp的使用

//使用strcmp函数
//int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
#include 
#include 
int main()
{
	int ret = strcmp("bbbhj", "azddad");
	if (ret > 0)
	{
		printf("大于\n");
	}
	else if (ret == 0)
	{
		printf("等于\n");
	}
	else
	{
		printf("小于\n");
	}
	return 0;
}

strcmp的模拟实现

//模拟实现strcmp函数
//int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
#include 
#include 
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;

		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;//返回不同字符的差值
}
int main()
{
	int ret = my_strcmp("bbbhj", "bbbhj");
	if (ret > 0)
	{
		printf("大于\n");
	}
	else if (ret == 0)
	{
		printf("等于\n");
	}
	else
	{
		printf("小于\n");
	}
	return 0;
}

五、strncpy使用和模拟实现

strncpy的使用

//strncpy函数的使用
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxx";
	char arr2[] = "hello";
	strncpy(arr1, arr2, 3);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

六、strncat使用和模拟实现

strncat的使用

//strncat的使用
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[20] = "xxxxxxxxx";
	char arr2[] = "hello";
	strncat(arr1, arr2, 3);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

七、strncmp使用和模拟实现

strncmp的使用

//strncmp的使用
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[20] = "helxx";
	char arr2[] = "hello";
	int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

八、strstr使用和模拟实现

strstr的使用

//strstr的使用,返回str2在str1第一次出现的位置
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[] = "oellohellohellohello";
	char arr2[] = "hello";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	if (ret != NULL)
		printf("%s", ret);
	else
		printf("找不到\n");
	return 0;
}

strstr的模拟实现

//模拟实现strstr函数
//const char* strstr(const char* str1, const char* str2);
//char* strstr(char* str1, const char* str2);
#include 
#include 
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	const char* cur = str1;
	const char* s1 = NULL;
	const char* s2 = NULL;
	if (*str2 == '\0')
	{
		return (char*)str1;
	}
	while (*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = str2;
		while (*s1 == *s2&&*s1!='\0')//这里*s1!='\0是为了考虑str1和str2完全相等的情况,此时应该立即停下来而不是指针继续往后走，那样就越界了
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return (char*)cur;
		}
		cur++;
	}
	return NULL;
}
int main()
{
	char arr1[] = "bbc";
	char arr2[] = "bbc";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret != NULL)
		printf("%s", ret);
	else
		printf("找不到\n");
	return 0;
}

九、strtok的使用

• 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。

//char * strtok ( char * str, const char * delimiters );
//strtok函数的使用
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[] = "[email protected]";
	char arr2[30] = { 0 };
	strcpy(arr2, arr1);
	char* sep = "@.";
	char* s = NULL;
	for (s = strtok(arr2, sep); s != NULL; s = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", s);
	}
	return 0;
}

十、strerror的使用

strerror 是一个C标准库函数，用于将错误码（通常是由全局变量 errno 设置的值）翻译为人类可读的错误信息字符串。该函数可以帮助程序员更容易地理解和处理错误。

函数原型如下：

#include 

char *strerror(int errnum);

• 参数 errnum 是一个整数，通常是 errno 全局变量中的值。

• 返回值是一个指向表示错误信息的字符串的指针。

示例用法：

#include 
#include 

int main() {
    FILE *file = fopen("nonexistent_file.txt", "r");

    if (file == NULL) {
        perror("Error opening file");
        printf("Error message: %s\n", strerror(errno));
    }

    return 0;
}

在上面的例子中，如果文件打开失败，perror 函数将打印错误信息到标准错误流，并且 strerror(errno) 将返回与 errno 对应的错误信息字符串，以便进一步的处理或打印。

请注意，strerror 返回的字符串指针指向的是内部静态存储区，因此在多线程环境中使用时要小心。如果需要线程安全的版本，可以考虑使用 strerror_r 函数，它接受一个额外的缓冲区来存储错误信息。

strerror和perror区别

perror 和 strerror 是处理错误信息的两个C标准库函数，它们之间有一些区别。

1. 用途：

   • perror 用于打印出错误信息到标准错误流（stderr），通常与 errno 变量一起使用，方便程序员定位错误。
   • strerror 用于将错误码（通常是 errno 的值）翻译为一个人类可读的错误信息字符串，但它不负责将错误信息打印到标准错误流。

2. 函数签名：

   • perror 的函数签名如下：

     #include 
     void perror(const char *s);
     

     它会在给定的字符串 s 后加上一个冒号和空格，然后输出形如 “s: error message” 的信息到标准错误流。

   • strerror 的函数签名如下：

     #include 
     char *strerror(int errnum);
     

     它接受一个错误码 errnum，返回对应的错误信息字符串。

3. 输出位置：

   • perror 直接将错误信息打印到标准错误流，不需要额外的输出语句。
   • strerror 返回一个表示错误信息的字符串，但不会将其输出。程序员需要自行处理返回的字符串，比如打印到标准输出或者日志文件中。

示例用法：

#include 
#include 

int main() {
    FILE *file = fopen("nonexistent_file.txt", "r");

    if (file == NULL) {
        perror("Error opening file");
        printf("Error message: %s\n", strerror(errno));
    }

    return 0;
}

在上面的例子中，perror 用于直接将错误信息打印到标准错误流，而 strerror 用于将错误信息获取为字符串以供进一步处理。

总结

在这篇博客中，我们深入研究了C语言中常见的字符串函数，比如strlen、strcpy、strcat等，这些函数就像是编程中的"小助手"，让我们能够更方便地处理字符串。

通过实际应用场景的案例，我们学到了这些字符串函数的强大之处。不仅如此，我们还尝试了模拟实现一些函数，提高了对C语言底层操作的理解。这就好比是我们学会了使用工具，同时也了解了工具是如何制作的。

希望这篇博客能够为你提供实用的C语言字符串函数知识，并在你的编程之旅中发挥积极的引导作用。无论是初学者还是有经验的开发者，掌握好这些字符串函数将会让你的编程生涯更上一层楼。