字符串函数（二）

一.长度受限制的字符串函数

上一小节介绍了一些长度不受限制的字符串函数，但是，那些函数是不太安全的。例如，在strcpy函数在复制的时候是不会考虑目标字符数组能否放的下源字符串，可能会存在越界访问。因此，推出了一些长度受限制的字符串函数，使用起来也相对安全一些。

1.strncpy函数及模拟实现

strncpy函数与strcpy功能相似，唯一的区别就是多了一个参数num。num表示从源字符串中拷贝num个字符到目标地址，如果num超过了源字符串的长度，多出来的部分就补'\0'。

这里给大家举了个例子：

可以看到在复制完hello之后，还拷贝了2个'\0'。

下面我们对这个函数模拟实现（原理其实和strcpy类似）：

还是上面那个例子

2.strncat函数及模拟实现

同样的，strncat依然只是比strcat函数多了一个参数num。num是从源字符串中拷贝num个字符追加到目标字符串的后面（包括'\0'）。

下面举个简单的例子帮助大家理解一下：

可以看到hello找到了第一个'\0'的位置，并将其覆盖，从这里向后追加字符串。且当num大于源字符串的长度时，只会追加一个'\0'，这一点是和strncpy不同的。特别的，如果num小于源字符串的长度，则会在追加完成之后，单独再加一个'\0'.

下面我们模拟实现一个这样的函数：

3. strncmp函数及模拟实现

同理，这里就不多阐述，依旧是多了一个参数num。

下面我们简单举个应用的例子：

在这里看以看到两次的字符串是相同的，但比较的字符的个数发生变化导致最后返回的结果也因此而改变。

下面我们模拟实现这样的功能：

#include
int my_strncmp(char* p1, char* p2, size_t num)
{
	while (num--&&*p1++&&*p2++)
	{
		if (*p1 > *p2)
		{
			return 1;
		}
		if (*p1 < *p2)
		{
			return -1;
		}
	}
	if(*p1&&*p2||(*p1 == *p2 && *p1 == '\0'))
	return 0;
	if(*p1 == '\0'&&*p2)
		return -1;
	if(*p2 == '\0'&&*p1)
		return 1;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "abcd";
	char arr2[] = "abcdefghi";
	int sz=my_strncmp(arr1, arr2,5);
	printf("%d", sz);
	return 0;
}

4.strstr函数及模拟实现

strstr函数的功能是从str1字符串中找str2字符串，并返回str2字符串在str1中第一次出现的位置，如果找不到，就返回NULL。 

下面我们简单运用一下这个函数：

可以看到打印时是从def开始向后打印的。同时，要注意检查是否返回的是NULL。

下面我们介绍两种模拟实现这个函数的方法：

4.1暴力求解（BF算法）

#include
#include
char* my_strstr(const char* p1,const char* p2)
{
	char* cur = p1;
	char* ptr1 = NULL;
	char* ptr2 = NULL;
    assert(p1&&p2);
	while (*p1)
	{
		ptr1 = cur;
		ptr2 = p2;
		while (*ptr1&&*ptr2&&*ptr1++ == *ptr2++)
		{
			;
		}
		if (*p2)
		{
			return cur;
		}
		cur++;
	}
	return NULL;
}

4.2kmp算法

KMP算法的核心就是：利用匹配失败之后的信息，尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到快速匹配的效果，具体是通过一个next数组来实现，这个数组包含了模式串的局部匹配信息，时间复制度为O（m+n）。

#include
#include
#include
#include
void Getnext(int* n,char*p)
{
	n[0] = -1;
	n[1] = 0;
	int i = 2;
	int k = 0;
	for (; i < strlen(p);)
	{
		if (k==-1||p[i - 1] == p[k])
		{
			n[i] = k + 1;
			i++;
			k++;
		}
		else
		{
			k = n[k];
		}
	}
}
int	kmp(char*p1,char* p2,int pos)
{
	assert(p1 && p2);
 	int str1 = strlen(p1);
	int str2 = strlen(p2);
	if (*p1=='\0' || *p2=='\0')
		return -1;
	if (pos<0 || pos>str1)
		return -1;
	int* next = (int*)malloc(str2 * sizeof(int));
	assert(next);
	Getnext(next,p2);
	int i = pos;
	int j = 0;
	while (p1[i] && p2[j])
	{
		if (j == -1 || p1[i] == p2[j])
		{
			i++;
			j++;
		}
		else 
		{
			j = next[j];
		}
	}
	if (j >= str2)
		return i - j;
	else
		return -1;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdefabcdef";
	char arr2[] = "def";
	printf("%d\n",kmp(arr1,arr2,0));
	return 0;
}

通过上面的代码我们可以找到arr2在arr1中第一次出现的下标3。 这种算法在时间复杂度上会理想很多。

本节的内容就此结束，感谢您的观看!

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