【C语言/期末复习】字符和字符串函数（附思维导图/例题)

一、字符分类函数

（1）使用时包含的头文件

ctype.h

（2）相关库函数

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（0~31是不可打印字符）

例题：【PTA浙大版《C语言程序设计（第4版）》/函数题】习题6-1 分类统计字符个数（使用库函数解决）(附检测点）

（3）使用示例

1. 函数原型：

   int islower(int c)

2. islower 是能够判断参数部分的 c 是否是⼩写字⺟的。
3. 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。

二、字符转换函数

（1）大写字母转小写字母

int tolower(int c);//将参数传进去的⼤写字⺟转⼩写

（2）小写字母转大写字母

int toupper(int c);//将参数传进去的⼩写字⺟转⼤写

三、字符串函数

（1）strlen

1. 函数原型

   size_t strlen ( const char * str );

2. 使用注意点 

   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）

   strlen的使⽤需要包含头⽂件

3. 模拟实现（1）
    

   size_t my_strlen(const char* str)
   {
   	size_t count = 0;
   	assert(str != NULL);
   	while (*str)
   	{
   		count++;
   		str++;
   	}
   
   	return count;
   }

4. 模拟实现（2）

   size_t my_strlen2(const char* str)
   {
   	const char* start = str;
   	assert(str != NULL);
   	while(*str)
   	{
   		str++;
   	}
   
   	return str - start;
   }
   //循环结束后，返回指针 str 与起始指针 start 之间的偏移量，即可得到字符串的长度。

5. 模拟实现（3）
    

   size_t my_strlen3(const char* str)
   {
   	if (*str == '\0')
   		return 0;
   	else
   		return 1 + my_strlen3(str + 1);
   }
   //递归调用的参数是字符串指针 str 加上1，即指向下一个字符的位置
   //递归调用返回的结果加上1，表示当前字符的长度。

（2）strcpy

1. 函数原型

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

2. 使用注意点

   将source中的字符串拷贝到destination字符串中

   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。(不能是常量字符串等）

3. 模拟实现

   void my_strcpy(char* dest, char* source)
   {
   	assert(dest != NULL);
   	while (*dest++ = *source++)
   	{
   		;
   	}
   }
   

4.详细逻辑

• 通过一个 while 循环，将源字符串中的字符一个一个地复制到目标字符串中，直到遇到字符串结束符 '\0' 时停止循环。
• 循环中，每次先将 *source 指向的字符赋值给 *dest 指向的位置，然后source 和 dest 分别自增以继续复制下一个字符，最后判断复制的字符是否是字符串结束符，如果不是则继续循环。

（3）strcat

1. 函数原型

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

2. 使用注意点

   将源字符串的内容追加到目标字符串的末尾

   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

   
    

3. 模拟实现

   char* my_strcat(char* dest, const char* source)
   {
   	char* ret = dest;
   //首先定义一个指针ret指向dest，以便后面返回dest字符串的指针。
   	assert(dest != NULL);
   	assert(source != NULL);
   //判断dest和source是否为空指针，如果其中任意一个为空，则会产生运行时错误，所以使assert函数进行断言判断。
   //进入while循环，当*dest不为'\0'时（也就是字符串还没有结束），执行dest++，将指针指向下一个字符的地址
   	while (*dest)
   	{
   		dest++;
   	}
   //退出第一个while循环后，此时dest指针指向dest字符串的结尾，也就是'\0'的位置
   	while(*dest++ = *source++)
   	{
   		;
   	}
   //进入第二个while循环，将source中的字符赋值给dest，直到source等于'\0'时结束循环。
   	return ret;
   }
   

（4）strcmp

1. 函数原型

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

2. 标准规定

   ⽐较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的⼤⼩。

   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

3. 模拟实现

   int my_strcmp(char* s1, char* s2)
   {
   	while (*s1 == *s2)
   	{
   		if (*s1 == '\0')
   		{
   			return 0;
   		}
   		s1++;
   		s2++;
   	}
   //return *s1 - *s2;
   	if (*s1 > *s2)
   		return 1;
   	else
   		return -1;
   }

   4.详细逻辑

   使用 while 循环来比较两个字符串的每个字符，直到遇到不相等的字符或者其中一个字符串结束（即遇到 \0 结束符）为止。
   在循环中，通过比较指针所指向的字符 *s1 和 *s2 是否相等来判断是否继续循环。如果相等，则继续比较下一个字符；如果不相等，跳出循环。
   如果循环结束时两个字符串完全相等（即都以 \0 结束），则返回 0，表示两个字符串相等。
   如果循环结束时遇到不相等的字符，比较两个字符的大小关系。如果 *s1 大于 *s2，则返回 1，表示 s1 大于 s2；如果 *s1 小于 *s2，则返回 -1，表示 s1 小于 s2。

（5）strncpy

1. 函数原型

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

2. 使用注意点

   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。

   如果源字符串的长度小于 n，则 strncpy 会将整个源字符串拷贝到目标字符串中，并在剩余的空间内填充 \0 来达到指定的拷贝长度。这可能导致目标字符串不以 \0 结束，因此需要手动添加 \0。

   如果源字符串的长度大于等于 n，则 strncpy 只会拷贝前 n 个字符到目标字符串中，不会自动添加 \0 字符。这可能导致目标字符串没有以 \0 结束，需要手动添加 \0。

（6）strncat

1. 函数原型

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

2. 使用注意点

   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

（7）strncmp

1. 函数原型

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

2. 使用注意点
    

   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.

（8）strstr

1. 函数原型

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

2. 使用注意点

   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

3. 模拟实现

   #include
   char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
   {
   	char* cur = str1;
       //记录匹配成功的起始位置
   	char* s1 = NULL;
       //后续让s1代替str1遍历（考虑类似abbbcdef bbc情况）
   	char* s2 = NULL;
       //后续让s2代替str2遍历
   	assert(str1 && str2);
   
   	if (*str2 == '\0')
   	{
   		return (char*)str1;
   	}
   
   	
       while (*cur)
   	{
   		s1 = cur;
   		s2 = (char*)str2;
   		while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
   		{
   			s1++;
   			s2++;
   		}
   		if (*s2 == '\0')
   		{
   			return (char*)cur;
   		}
   		cur++;
   	}
   
   	return NULL;
   }

（9）strtok 函数的使⽤


cplusplus strtok详细解读

1.函数原型

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

2.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。

3.应用举例
①将zhangsan@163.com拆分为zhangsan 163 com

 

//初步认识

#include
#include
int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	char arr2[30] = { 0 };
	strcpy(arr2, arr);
	const char* p = "@.";
	char* s = strtok(arr, p);
	printf("%s\n", s);
	s = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", s);
	s = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", s);
	return 0;

}

//进阶
#include
#include

int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	char arr2[30] = { 0 };
	strcpy(arr2, arr);
	const char* p = "@.";
	char* s = NULL;
	
	for (s = strtok(arr, p); s != NULL; s = strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", s);
	}

}

②将192.168.3.100拆分为192 168 3 100

 

#include
#include

int main()
{
	char arr[] = "192.168.3.100";
	char arr2[30] = { 0 };
	strcpy(arr2, arr);
	const char* p = ".";
	char* s = NULL;
	
	for (s = strtok(arr, p); s != NULL; s = strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", s);
	}

}

(10）strerror 函数的使⽤
 

1.函数原型
 

char * strerror ( int errnum );

2.使用

• 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。
• 在不同的系统和C语⾔标准库的实现中都规定了⼀些错误码，⼀般是放在 errno.h 这个头⽂件中说明的，C语⾔程序启动的时候就会使⽤⼀个全⾯的变量errno来记录程序的当前错误码，只不过程序启动 的时候errno是0，表⽰没有错误，当我们在使⽤标准库中的函数的时候发⽣了某种错误，就会讲对应 的错误码，存放在errno中，⽽⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是 有对应的错误信息的。strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。
   

3.Windows11+VS2022下相关错误信息

4.举例

#include 
#include 
#include 
int main ()
{
 FILE * pFile;
 pFile = fopen ("unexist.ent","r");
 if (pFile == NULL)
 printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
 return 0;
}