C语言之字符函数和字符串函数

1. 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

函数	如果他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
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

这些函数的使用方法非常类似，就先只讲解一个函数

int islower( int c );

islower是能够判断参数部分的c是否值小写字母的。

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

int main()
{
	int ch = getchar();//接受一个字符并返回
	putchar(ch);//获得getchar输入的字符
	if (islower(ch))
	{
		printf("小写\n");
	}
	else if (isupper(ch))
	{
		printf("大写\n");
	}
	return 0;
}

练习：
写一个代码，将字符串中的大写字母转成小写，其他字符不变。

#include 
int main()
{
	char ch[] = "Hello This is Combined Programming Language";
	int i = 0;
	char c;
	while (ch[i])
	{
		c = ch[i];
		if (isupper(c))
		{
			c = c + 32;
		}
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}

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 );//将参数传进去的大写字母转小写

上述的代码，我们将大写转小写，是+32完成的，有了转换函数，就可以直接使用tolower函数。

#include 
int main()
{
	char ch[] = "Hello This is Combined Programming Language";
	int i = 0;
	char c;
	while (ch[i])
	{
		c = ch[i];
		if (isupper(c))
		{
			c = tolower(c);
		}
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}

3. strlen的使用和模拟实现

size_t strlen ( const char * str );

• 字符以‘\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size_t,是无符号的（易错）
• strlen的使用需要包含头文件
• 学会strlen函数的模拟实现

#include 
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";//[a b c d e f \0]
	size_t len = strlen(arr);//size_t--无符号的整型
	printf("%zd\n", len);//6

	return 0;
}

#include //不要忘记头文件！
int main()
{
	//3-6=-3
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf("大于\n");//大于，由于strlen返回的是size_t是无符号整型
	}
	else
	{
		printf("小于等于\n");
	}
	return 0;
}

方式1：

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

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t len = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", len);
	return 0;
}

方式2：

#include 
#include 
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	char* start = str;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
	}
	return str - start;
}

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t len = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", len);
	return 0;
}

方式3：

#include 
#include 
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 len = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", len);
	return 0;
}

4. strcpy的使用和模拟实现

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’拷贝到目标空间。
• 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
• 学会模拟实现

#include ;//包含头文件
int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char arr2[] = "hello";
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
}

#include 
int main()
{
	char* p = "abcdefghijklmn";//常量字符串，不能修改 
	char arr2[] = "hello";
	strcpy(p, arr2);//目标字符串必须是可修改的
	printf("%s\n", p);
}

模拟实现：

#include 

void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
	while (*src !='\0')
	{
		*dest = *src;
		dest++;
		src++;
	}
	*dest = *src;
	
}

int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char arr2[] = "hello";
	my_strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);

	return 0;
}

改进化简之后：

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

int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char arr2[] = "hello";
	my_strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);

	return 0;
}

NULL ---------> 本质也是0，一般用于指针的初始化
\0 --------------> \ddd形式的转义字符，本质也是0，一般字符串的末尾会有\0是字符串的结束标志
0 --------------> 数字0
null NUL ----> \0
‘0’ ------------->字符0，本质是48

5. stract得使用和模拟实现

• 源字符串必须以‘\0’结束
• 目标字符串这种也得有\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
• 字符串自己给字节追加，如何？不可，容易出错

int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "world";
	strcat(arr1 , arr2);
	//1.找到目标字符串的\0
	//2.拷贝源字符串的数据到目标空间的\0位置及后面空间
	printf("%s\n", arr1);//hello wprld  
}

模拟实现：

my_strcat(char*dest,const char*src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	//1.找到目标空间的\0
	while (*dest)
	{
		dest++; 
	}
	//2.拷贝
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "world";
	my_strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);//hello wprld  
}

6. strcmp的使用和模拟实现

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
• 那么如何判断两个字符串？比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值得大小

#include 
int main()
{
	int ret = strcmp("abcdef", "abg");
	if (ret > 0)
	{
		printf("大于");
	}
	else if (ret == 0)
	{
		printf("等于");
	}
	else {
		printf("小于");
	}
	return 0;
}

模拟实现：

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

int main() {
	int ret = my_strcmp("bbq", "abcd");
	if (ret > 0)
	{
		printf("大于");
	}
		else if (ret == 0)
	{
		printf("等于");
	}
		else {
		printf("小于");
	}
				return 0;
}

strcpy
strcat
strcmp
长度不受限制的字符串函数—不安全

strncpy
strncat
strncmp
长度受限制的字符串函数

7. strncpy函数的使用

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

• 拷贝num个字符串从元字符串到目标空间
• 如果源字符串的长度小于num,则拷贝完源字符串之后，在目标的后边追加0，直到num个

int main()
{
	char arr1[20] = "xxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "hello";
	strncpy(arr1, arr2, 3);
	printf("%s\n", arr1);
}

8. strncat函数的使用

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字符
• 如果source指向的字符串的疮毒小于num的时候，只会将字符串中到\0的内容加到destination指向的字符串末尾

int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "hello";
	strncpy(arr1, arr2, 3);
	printf("%s\n", arr1);
}

9. strncmp函数的使用

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

int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "hello";
	strncmp(arr1, arr2, 3);
	printf("%s\n", arr1);
}

10. strstr的使用和模拟实现

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

int main()
{
	char arr1[] = "abcdefabcdef";
	char arr2[] = "def";
	char*ret = strstr(arr1, arr2);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

模拟实现：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	char* cur = str1;
	char* s1 = NULL;
	char* s2 = NULL;
	
	assert(str1 && str2);

	if (*str2 == '\0')
	{
		return str1;
	}

	while (*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = str2;
		while (*s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return cur;
		}
		cur++;
	}
}


int main()
{
	char arr1[] = "abcdefabcdef";
	char arr2[] = "def";
	char*ret = my_strstr(arr1, arr2);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

11. strtok函数的使用

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

• set参数指向第一个字符串，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函数将保护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

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

	s = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", s);//163

	s = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", s);//com
	return 0;
}

化简之后：

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

12. strerror函数的使用

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

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代码，一般是放在errno.h这个头文件说明的，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erron是0，存放在erron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。

int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d:%s\n", i,strerror(i));
	}
	return 0;
}