C语言详解如何应用模拟字符串和内存函数
时间：2022-06-27 08:50:11 | 栏目：C代码 | 点击：次
1.strlen 求字符串长度
size_t strlen ( const char * str ); //返回值是unsigned int类型
使用案例：
#include <stdio.h>
int main()
{
char arr[] = { "abcde" };
printf("%d\n",strlen(arr));
return 0;
}
我们知道在arr数组里，最后一个字符'e'后，默认是'\0',而strlen遇到'\0'则会结束运行，且返回的是在字符串中 '\0' 前面出现的字符个数（不包 含 '\0' )。
我们可以根据这个来对strlen进行模拟实现:
1.计数法
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{
assert(str);
int count = 0; //计数
while (*str) //解引用判断元素是否为'\0'
{
count++;
str++; //地址++
}
return count; //返回计数
}
int main()
{
int len = my_strlen("abcdef");
printf("%d\n", len);
return 0;
}
2.不创建临时变量计数器-递归
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char * str)
{
assert(str);
if (*str == '\0')
return 0;
else
return 1 + my_strlen(str + 1);
}
int main()
{
char arr[] = {"abcdef"};
int ret = my_strlen(arr);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
3.指针-指针的方式
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(char *s)
{
char *p = s;
while (*p != '\0')
p++;
return p - s; //指针相减是长度
}
int main()
{
char arr[] = {"abcdef"};
int ret = my_strlen(arr);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
2.长度不受限制的字符串函数
1.strcpy
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。
目标空间必须可变。
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', '\0'};
char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
strcpy(arr2, arr1);
printf("%s\n", arr2);
return 0;
}
模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
//保留起始地址
assert(dest && src);
while (*dest++ = *src++) //这里不打印'\0'之后的
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', '\0'};
char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
my_strcpy(arr2, arr1);
printf("%s\n", arr2);
return 0;
}
2.strcat
char * strcat ( char * destination, const char * source );
源字符串必须以 '\0' 结束。
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。
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[30] = "hello";//注意初始化方式，必须要包含'\0'
char arr2[] = "world";
strcat(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
//保留起始地址，方便找回打印
assert(dest && src);
//1. 找目标空间中的\0，打印的起点
while (*dest)
{
dest++;
}
//2. 追加内容到目标空间
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[30] = "hello";//注意初始化方式，必须要包含'\0'
char arr2[] = "world";
printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2));
return 0;
}
3.strcmp-比较字符串首字母的大小
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
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
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[] = "degh";
char arr2[] = "bcdefx";
int ret = strcmp(arr1, arr2);
if (ret<0)
{
printf("arr1<arr2");
}
else if (ret >0)
{
printf("arr1>arr2");
}
else
{
printf("arr1==arr2");
}
return 0;
}
就是根据返回的值来判断两个字符串大小
模拟实现：
//模拟实现strcmp-比较对应位置字符串大小
//相同的话地址各向后加一继续比较
//注意strcmp返回的是大于等于或小于0的整型
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char*str2)
{
assert(str1 && str2);
while (*str1 == *str2)
{
if (*str1 == '\0')
return 0;
//若相等，各向后+1继续比较
str1++;
str2++;
}
return *str1 - *str2;
}
int main()
{
char arr1[] = "degh";
char arr2[] = "bcdefx";
int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
if (ret<0)
{
printf("arr1<arr2");
}
else if (ret >0)
{
printf("arr1>arr2");
}
else
{
printf("arr1==arr2");
}
return 0;
}
3.长度受限制的字符串函数
1.strncpy
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
相较于strcpy，strncpy函数有了对字符长度的限制，更加的灵活
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', '\0'};
char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
strncpy(arr2, arr1,4);
printf("%s\n", arr2);
return 0;
}
2.strncat
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[30] = "hello";
char arr2[] = "world";
strncat(arr1, arr2,3);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
若给的数字超过了arr2的长度，如：
strncat(arr1, arr2,7);
则
只会追加到arr2元素中的'\0'结束。
3.strncmp
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[] = "degh";
char arr2[] = "bcdefx";
int ret = strncmp(arr1, arr2,3);
if (ret<0)
{
printf("arr1<arr2");
}
else if (ret >0)
{
printf("arr1>arr2");
}
else
{
printf("arr1==arr2");
}
return 0;
}
这里的数字3表明比较的是前3个 字符串的大小。
4.strstr-找子串
char * strstr ( const char *str2, const char * str1);
在字符串里找子串，返回找到子串的起始地址
找不到则返回空指针
使用案例：
#include <stdio.h>
int main()
{
char arr1[] = "abbbcdef";
char arr2[] = "bbcq";
char* ret = strstr(arr1, arr2); //因为返回的是地址，要用指针接收
if (NULL == ret)
printf("没找到\n");
else
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(const char* str, const char* substr)
{
const char* s1 = str;
const char* s2 = substr;
const char* cur = str; //记录字符串起始位置，在改变
assert(str && substr);
if (*substr == '\0')
{
return (char*)str;
}
while (*cur) //如果*cur为'\0'，则找不到，返回空指针
{
s1 = cur;
s2 = substr;
while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2) //*s1 *s2不为'\0'
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0') //找到了
return (char*)cur; //返回起始位置
cur++;
}
return NULL;
}
int main()
{
char arr1[] = "abbbcdef";
char arr2[] = "bbcq";
char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
if (NULL == ret)
printf("没找到\n");
else
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
5.strtok
应用：将字符串里面除了分隔符外的其他内容提出来
char * strtok ( char * str, const char * sep );
第一个参数指定一个字符串，包含了字符串和分隔符
sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
例如：
const char* p = "*.-"; char arr[] = "sukabulie*wula.wushi-baga";
sep=p str=arr
注：strtok会改变第一个字符串里的内容（将分隔符改为\0），因此不能直接将源字符串传过去，可以临时拷贝一份
char buf[50] = { 0 };
strcpy(buf,arr);
那么接下来要传参时第一个参数用buf就好。
注：strtok函数的第一个参数不为空指针 ，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空指针 ，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，则返回空指针。
用法：
char* str = strtok(buf, p);//sukabulie
printf("%s\n", str);
str = strtok(NULL, p);//wula
printf("%s\n", str);
str = strtok(NULL, p);//wushi
printf("%s\n", str);
str = strtok(NULL, p);//baga
printf("%s\n", str);
打印效果：
我们发现这样的写法很笨，当我们不知道一个字符串它有多少分段时就很麻烦，我们可以用for循环来解决这个问题。
改进：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
const char* p = "*.-";
char arr[] = "sukabulie*wula.wushi-baga";
char buf[50] = { 0 };
strcpy(buf, arr);
for (char* str = strtok(buf, p); str != NULL; str = strtok(NULL, p))
{
printf("%s\n",str);
}
return 0;
}
6.strerror
返回错误码所对应的错误信息
C语言中规定了一些错误码及它所对应的意思（错误信息）
char * strerror ( int errnum );
int errnum 是错误码 函数返回的是错误信息的起始地址
展示：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%s\n", strerror(i));
}
return 0;
}
使用方式：
当我们运行一个程序遇到错误，跑不过去时，可以在他执行错误代码段的下一行用
printf("%s\n",strerror(errno));
//注意要引用头文件
#include <errno.h>
errno是c语言提供的一个全局变量，可直接使用，当程序发生错误时，他会改变为相对应的错误码，我们就可以用strerror函数得到相对应的错误信息。
7.memcpy-不重复内存拷贝
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
将source里的元素通过字节数来拷贝到destination中
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int arr2[5] = { 0 };
memcpy(arr2,arr1,5*sizeof(arr2[0]));
int i = 0;
for (i=0;i<5;i++)
{
printf("%d\n",arr2[i]);
}
return 0;
}
模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void*src, size_t num)
{
void* ret = dest; //保留要返回的起始地址
assert(dest&&src);
while (num--) //先使用后--，一个字节一个字节的覆盖
{
*(char*)dest = *(char*)src;//强制类型转换是临时的
dest = (char*)dest+1; //因此改变地址时也要强制类型转换
src = (char*)src+1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int arr2[5] = { 0 };
my_memcpy(arr2, arr1, 5 * sizeof(arr2[0]));
int i = 0;
for (i = 0; i<5; i++)
{
printf("%d\n", arr2[i]);
}
return 0;
}
注意：c语言中要求memcpy只要可以拷贝没有重复的内存就可以了，但是在vs下memcpy也可以处理重复的内存。
若按我们写的来举例，我们的memcpy是不支持重复内存的处理：
int main()
{
int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int arr2[5] = { 0 };
my_memcpy(arr1+2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));
int i = 0;
for (i = 0; i<9; i++)
{
printf("%d\n", arr1[i]);
}
return 0;
}
如若是这样拷贝，那么我们想的打印出来的应该是1 2 1 2 3 4 5 8 9
实际上是：1 2 1 2 1 2 1 8 9
用memcpy来实现：
int main()
{
int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int arr2[5] = { 0 };
memcpy(arr1+2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));
int i = 0;
for (i = 0; i<9; i++)
{
printf("%d\n", arr1[i]);
}
return 0;
}
在vs下库函数memcpy功能更加强大，可处理重复内存，c语言只要求它能处理不重复的内存即可，处理重复内存时用库函数memmove，因此我们模拟的memcpy正确。
8.memmove-可处理重复内存拷贝
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
类型与memcpy相同
使用案例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int arr2[5] = { 0 };
memmove(arr1 + 2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));
int i = 0;
for (i = 0; i<9; i++)
{
printf("%d\n", arr1[i]);
}
return 0;
}
模拟实现：
分析：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
void* my_memmove(void* dest,const void* src,size_t num)
{
void* ret = dest;
assert(dest&&src);
if (dest < src) //前向后
{
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = *(char*)dest+1;
src = *(char*)src + 1;
}
}
else //后向前
{
while (num--)
{
*((char*)dest+num)=*((char*)src + num); // //根据图来分析
}
}
}
int main()
{
int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int arr2[5] = { 0 };
my_memmove(arr1 + 2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));
int i = 0;
for (i = 0; i<9; i++)
{
printf("%d\n", arr1[i]);
}
return 0;
}
9.memcmp
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );
比较字节中数的大小
返回的是大于等于或小于0的无符号整型
使用方式与strncmp相似，但是比较的类型不局限于字符串，更加广泛
案例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,7,4,5 };
int arr2[] = { 1,2,3,4,5 };
int ret = memcmp(arr1, arr2, 9); //比较arr1和arr2前九个字节中数的大小
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
10.memset
void* memset(void* dest,int c,size_t count)
第一个参数是目标地址，第二个参数是要被设置的内容，第三个参数是个数
以字节为单位修改
应用方式：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr[20] = { 0 };
memset(arr, 'x', 10);
return 0;
}
