C语言的字符函数和字符串函数详解

0. 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，字符串通畅放在常量字符串和字符数组中。
字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数。

1.函数介绍及部分函数模拟实现

1.1 strlen

C语言的字符函数和字符串函数详解

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）。

模拟实现

三种方式：

方式1：

int my_strlen(const char *str)
{
	int count = 0;
	while(*str)
	{
		conut++;
		str++;
	}
	return count;
}

方式2：

//不能创建临时变量计数器，下面用递归的方式
int my_strlen(const char *str)
{
	if(*str == '\0')
	return 0;
	else
	return 1+my_strlen(str1);
}

C语言的字符函数和字符串函数详解

方式3：

//指针-指针
int my_strlen(const char *str)
{
	char *p = str;
	while(*p != '\0')
	{
		p++;
	}
	return p-str;
}

1.2 strcpy

C语言的字符函数和字符串函数详解

将源指向的C字符串复制到目标指向的数组中，包括终止的空字符(并在该点停止)。
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。
目标空间必须可变。

模拟实现

//1.参数顺序
//2.函数的功能，停止条件
//3.assert
//4.const修饰指针
//5.函数返回值
//6.题目出自《高质量C/C++编程》最后的试题部分
char *my_strcpy(char *dest, const char *src)
{
	char *ret = dest//记录目标空间的起始地址
	asset(dest && src)//dest，src不能为NULL
	while((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

1.3 strcat

C语言的字符函数和字符串函数详解

将源字符串的副本追加到目标字符串。 destination中的终止空字符被source的第一个字符覆盖，并且在destination中由这两个字符串联而成的新字符串的末尾包含一个空字符。
源字符串必须以'\0'结束。
目标空间必须足够大，能容纳下源字符串的内容。
目标空间必须可修改。
字符串自己给自己追加，如何？

模拟实现

char *my_strcat(char *dest, const char *src)
{
	char *ret = dest;
	assert(dest && src);
	//找到目标空间的'\0'
	while(*dest)
	{
		dest++;
	}
	//追加内容
	while((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

注意：

C语言的字符函数和字符串函数详解

1.4 strcmp

C语言的字符函数和字符串函数详解

这个函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们相等，则继续比较后面的字符，直到字符不同或到达一个结束的空字符为止。
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？

模拟实现

int my_strcmp(char *str1, const char *str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while(*str1 == *str2)
	{
		if(*str1 == '\0')
		return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1-*str2;
}

1.5 strncpy

C语言的字符函数和字符串函数详解

首先将源字符串的num个字符复制到目标字符串中。如果在复制num个字符之前找到源C字符串的结尾(以'\0'为标志)，则目标字符串将用零填充，直到将num个字符写入到目标字符串中为止。
拷贝num个字符从源字符串到目标空间。
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。

1.6 strncat

C语言的字符函数和字符串函数详解

首先将源字符串的num个字符添加到目标字符串，并加上一个结束的空字符。
如果源字符串中的C字符串长度小于num，则只复制到'\0'字符结束之前的内容。

/* strncat example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str1[20];
  char str2[20];
  strcpy (str1,"To be ");
  strcpy (str2,"or not to be");
  strncat (str1, str2, 6);
  puts (str1);
  return 0;
}

output:

To be or not

1.7strncmp

C语言的字符函数和字符串函数详解

比较到出现两个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完。

* strncmp example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[][5] = { "R2D2" , "C3PO" , "R2A6" };
  int n;
  puts ("Looking for R2 astromech droids...");
  for (n=0 ; n<3 ; n++)
    if (strncmp (str[n],"R2xx",2) == 0)
    {
      printf ("found %s\n",str[n]);
    }
  return 0;
}

output：

Looking for R2 astromech droids…
found R2D2
found R2A6

1.8 strstr

C语言的字符函数和字符串函数详解

返回一个指向str1中首次出现str2的指针，如果str2不是str1的一部分，则返回一个空指针。

/* strstr example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[] ="This is a simple string";
  char * pch;
  pch = strstr (str,"simple");
  if (pch != NULL)
    strncpy (pch,"sample",6);
  puts (str);
  return 0;
}

output：

This is a sample string

这个例子在str中搜索“simple”子字符串并替换“sample”。

模拟实现

先捋一捋思路：

让cur指针记录从主串开始匹配的位置，让s1,s2指针分别去遍历主串和子串，如果s1 等于 s2且s1和s2都没有走完主串和子串，则s1++，s2++。如果s1 不等于s2,则cur++，s1回到cur处，s2回到起始位置即substr处。如果s2走到子串’\0’处，则表示找到了子串，返回cur。如果cur走到主串’\0’处，则表示主串不包含子串，返回NULL指针特殊处理：如果子串是空字符串，则返回str

C语言的字符函数和字符串函数详解

char *my_strstr(const str, const substr)
{
	const char *s1 = str;
	const char *s2 = substr;
	const char *cur = str;
	assert(str && substr);
	if(*substr == '\0')
		return str;
	while(*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = substr;
		while(*s1 && *s2 && *s1==*s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if(*s1=='\0')
			return cur;
		cur++;
	}
	return NULL
}

1.9 strtok

C语言的字符函数和字符串函数详解

sep参数是个字符串，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。

/* strtok example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[] ="- This, a sample string.";
  char * pch;
  printf ("Splitting string \"%s\" into tokens:\n",str);
  pch = strtok (str," ,.-");
  while (pch != NULL)
  {
    printf ("%s\n",pch);
    pch = strtok (NULL, " ,.-");
  }
  return 0;
}

output：

Splitting string "- This, a sample string." into tokens:
This
a
sample
string

1.10 strerror

C语言的字符函数和字符串函数详解

返回错误码，所对应的错误信息

/* strerror example : error list */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{
  FILE * pFile;
  pFile = fopen ("unexist.ent","r");
  if (pFile == NULL)
    printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n",strerror(errno));
  return 0;
}

Possible output:

Error opening file unexist.ent: No such file or directory

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

字符转换：

int tolower (int c);
int toupper (int c);

/* isupper example */
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
  int i=0;
  char str[]="Test String.\n";
  char c;
  while (str[i])
 {
    c=str[i];
    if (isupper(c)) 
        c=tolower(c);
    putchar (c);
    i++;
 }
  return 0;
}

Output:

test string.

1.11 memcpy

C语言的字符函数和字符串函数详解

函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。
如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

模拟实现

void *my_memcpy(void *dest, void *src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	void *ret = dest;
	while(num--)
	{
		*(char *)dest= *(char *)src;
		dest=(char *)dest + 1;
		src=(char *)src + 1:
	}
	return ret;
}

C语言的字符函数和字符串函数详解

那如果我们想把arr3数组中的1,3,4,5拷贝到arr3数组的3,4,5,6,7的位置，会出现什么结果？

C语言的字符函数和字符串函数详解

这是为什么？

C语言的字符函数和字符串函数详解

这是因为source空间和destination空间出现重叠，这时就得使用memmove函数来处理。

1.12 memmove

C语言的字符函数和字符串函数详解

和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

模拟实现

捋一捋思路：

C语言的字符函数和字符串函数详解

void *my_memmove(void *dest, const void *src, size_t num)
{
	void *ret = dest;
	assert(dest && src);
	if(dest < src)
	{
		while(num--)
		{
			*(char *)dest = *(char *)src;
			dest = *(char *)dest + 1;
			src = *(char *)src +1;
		}
	else
	{
		while(num--)
		{
			*((char *)dest+num) = *((char *)src+num);
		}
	}
	return ret;
}

1.13 memcmp

C语言的字符函数和字符串函数详解

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节

/* memcmp example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
  char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
  int n;
  n=memcmp ( buffer1, buffer2, sizeof(buffer1) );
  if (n>0) printf ("'%s' is greater than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else if (n<0) printf ("'%s' is less than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else printf ("'%s' is the same as '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  return 0;
}

Output:

'DWgaOtP12df0' is greater than 'DWGAOTP12DF0'.

DWgAOtp12Df0大于DWgAOtp12Df0，因为两个单词中的第一个不匹配字符分别是’g’和’g’，而’g’(103)计算结果大于’g’(71)。

总结

本篇文章就到这里了，希望能够给你带来帮助，也希望您能够多多关注的更多内容!

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C语言的字符函数和字符串函数详解

目录

0. 前言

1.函数介绍及部分函数模拟实现

1.1 strlen

模拟实现

1.2 strcpy

模拟实现

1.3 strcat

模拟实现

1.4 strcmp

模拟实现

1.5 strncpy

1.6 strncat

1.7strncmp

1.8 strstr

模拟实现

1.9 strtok

1.10 strerror

1.11 memcpy

模拟实现

1.12 memmove

模拟实现

1.13 memcmp

总结

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