C语言进阶教程之字符函数&字符串函数

1、strlen

功能：求字符串长度

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	printf("%d\n", strlen("abcdef"));//6
	return 0;
}

注意事项：

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）

注：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
		printf(">");
	else
		printf("<=");
	return 0;
}

解析：

size_t strlen ( const char * str );

strlen库函数的返回类型是size_t，是无符号数。
sizeof -- 操作符 -- 计算大小的。而size_t本质：unsigned int，size_t是专门为sizeof的返回类型设计的。既然size_t是无符号整型的，所以值恒>0
而上述代码中，abc的长度是3，abcdef的长度是6。3-6的值是把-3当成一个无符号数，补码转原码再打印就是一个非常大的正数。所以>

1.1、三种模拟实现

法一：计数器法：

#include <stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	int count = 0;
	while (*str != '\0')//判断字符串是否结束
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	int len = my_strlen("abcdef");
	printf("%d\n", len);  // 6
	return 0;
}

法二：递归法：

#include<stdio.h>
int my_strlen(char* s)
{
	if (*s == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(s + 1);
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);  // 6
	return 0;
}

法三：指针-指针：

#include<stdio.h>
int my_strlen(char* s)
{
	char* p = s;
	while (*p != '\0')
		p++;
	return p - s;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int len = my_strlen(arr);  //6
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

2、长度不受限制的字符串函数

2.1、strcpy

功能：拷贝字符串

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	//char arr1[] = { 'a','b','c','e','f','\0' };
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxxx";
	strcpy(arr2, arr1);
	//此时arr2="abcdef\0xxxx"
	printf("%s\n", arr2); // abcdef
	return 0;
}

strcpy函数的第一个参数放目的地arr2，第二个参数放源字符串数据arr1。把arr1的内容拷到arr2上。

注意事项：

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。

2.1.1、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	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); // abcdef
	return 0;
}

2.2、strcat

功能：连接字符串

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[30] = "hello";
	char arr2[] = "world";// {'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
	strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);// helloworld
	return 0;
}

把arr2的字符追加到arr1上去。

注意事项：

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。

2.2.1、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	//1. 目标空间中的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	//2. 追加内容到目标空间
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[30] = "hello";
	char arr2[] = "world";// {'w', 'o', 'r', 'l', 'd', '\0'};
	printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2)); // helloworld
	return 0;
}

2.3、strcmp

功能：字符串比较

strcmp是比较的是对应位置上的字符ASCII大小，而不是字符串长度。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "bbq";
	int ret = strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d\n", ret);  // -1
	return 0;
}

注意：

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

2.3.1、模拟实现

#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;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
	/*if (*str1 > *str2)
		return 1;
	else
		return -1;*/
}
int main()
{
	char arr1[] = "abc";
	char arr2[] = "abc";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	/*printf("%d\n", ret);*/
	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

3.1、strncpy

功能：拷贝指定元素个数的函数

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "hello bit";
	strncpy(arr1, arr2, 5);
	printf("%s\n", arr1);  //helloxxxxxxxxxxx
}

此函数不受到 '\0' 的影响，拷贝num个字符从源字符串到目标空间。
目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
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。

如下：

int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "he";
	strncpy(arr1, arr2, 5);
	printf("%s\n", arr1);  //he\0\0\0 ---》he
}

3.1.1、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strncpy(char* dest, const char* str, size_t n)
{
	assert(dest && str);
	char* ret = dest;
	while (n--)
	{
		*dest++ = *str++;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = "xxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "abcde";
	printf("%s\n", my_strncpy(arr1, arr2, 4));  // abcdxxxxxx
	return 0;
}

3.2、strncat

功能：连接指定元素个数的字符串函数
strncat从目标字符串从左向右数到第一个 '\0' 的位置开始连接源指定字符串

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "world";
	printf("%s\n", strncat(arr1, arr2, 3)); //hellowor
	return 0;
}

注意：

strncat追加后，会主动在追加后放一个 '\0' 进去，确保其是个字符串。

3.2.1、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strncat(char* dest, const char* str, size_t n)
{
	assert(dest && str);
	char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (n--)
	{
		*dest++ = *str++;
	}
	*dest = '\0';
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello\0xxxxx";
	char arr2[] = "bitxxxxx";
	printf("%s\n", my_strncat(arr1, arr2, 3)); //hellobit
	return 0;
}

3.3、strncmp

功能：实现指定位置的字符数比较函数

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcqqqqq";
	printf("%d\n", strncmp(arr1, arr2, 4));//-1
	printf("%d\n", strncmp(arr1, arr2, 3));//0
	return 0;
}

3.3.1、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strncmp(char* dest, const char* str, size_t n)
{
	int ret = 0;
	assert(dest && str);
	while (n && !(*dest - *str))
	{
		n--;
		dest++;
		str++;
	}
	if (n && *dest - *str > 0)
		return 1;
	else if (n && *dest - *str < 0)
		return -1;
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcqqqqq";
	printf("%d\n", my_strncmp(arr1, arr2, 3)); //0
	return 0;
}

4、字符串查找

4.1、strstr

功能：判断一个字符串是否为另一字符串的子集，若是，返回从第一个相等一直到末尾

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdef";
	char arr2[] = "bbc";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	if (NULL == ret)
		printf("没找到\n");
	else
		printf("%s\n", ret);  // bbcdef
	return 0;
}

4.1.1、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;
	assert(str && substr);
	if (*substr == '\0')
	{
		return (char*)str;
	}
	while (*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = substr;
		while (*s1 &&  *s2 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
			return (char*)cur;
		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");  //没找到
	else
		printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

4.2、strtok

功能：把一串字符串按照分隔符来切割

注意：

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

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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	const char* p = "@.#,";
	char arr[] = "en@yu.xia#sh,ge";
	char buf[50] = { 0 };// "en@yu.xia#sh,ge";
	strcpy(buf, arr);
	/*char* str = NULL;
	for (str = strtok(buf, p); str != NULL; str=strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", str);
	}*/
	char* str = strtok(buf, p);
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//en
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//yu
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//sh
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//ge
	printf("%s\n", str);
	//strtok - 开始返回NULL
	return 0;
}

5、错误信息报告

5.1、strerror

功能：把错误码翻译成错误信息

C语言中‘，规定了一些信息，错误码 - 错误信息

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	const char* p = "@.#,";
	char arr[] = "en@yu.xia#sh,ge";
	char buf[50] = { 0 };// "en@yu.xia#sh,ge";
	strcpy(buf, arr);
	/*char* str = NULL;
	for (str = strtok(buf, p); str != NULL; str=strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", str);
	}*/
	char* str = strtok(buf, p);
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//en
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//yu
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//sh
	printf("%s\n", str);
	str = strtok(NULL, p);//ge
	printf("%s\n", str);
	//strtok - 开始返回NULL
	return 0;
}

用途示例：

C语言可以操作文件，打开文件 - fopen

当库函数使用的时候，发生错误会把errno这个全局的错误变量设置为本次执行库函数产生的错误码，errno是C语言提供的一个全局变量，可以直接使用，放在errno.h文件中的

#include<stdio.h>
#include <errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
	//打开文件
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (NULL == pf)
	{
		//出错误的原因是什么
		printf("%s\n", strerror(errno));  //No such file or directory
		return 0;
	}
	//读文件
	//...
	//关闭文件
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

6、字符操作

6.1、字符分类函数

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

例如：isdigit

	char ch = '0';
	if (ch >= '0' && ch <= '9')
	{
        //复杂
	}
	if (isdigit(ch))
	{
        //方便快捷
	}

6.2、字符转换

int tolower ( int c ); //把大写转为小写
int toupper ( int c ); //把小写转为大写

#include<stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char ch = 0;
	while (ch = getchar())
	{
		if (islower(ch))
		{
			ch = toupper(ch);
		}
		else
		{
			ch = tolower(ch);
		}
		printf("%c", ch);
	}
	return 0;
}

7、内存操作函数

7.1、memcpy

功能：可拷贝不同类型的数据

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[5] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 5 * sizeof(arr1[0]));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);  // 1 2 3 4 5
	}
	return 0;
}

注意：

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

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。
这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

7.1.1、模拟实现

#include<stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void*src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (num--) 
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr3[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr4[5] = { 0 };
	my_memcpy(arr4, arr3+5, 5*sizeof(arr3[0]));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr4[i]);  //6 7 8 9 10
	}
	return 0;
}

其实，C语言只要求：

memcpy能拷贝不重叠的内存空间就可以了

memmove去处理那些重叠拷贝

7.2、memmove

功能：同样可拷贝不同类型的数据，不过可以重叠

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memmove(arr + 2, arr, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{ 
		printf("%d ", arr[i]); //1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
	}
	return 0;
}

注意：

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。

7.2.1、模拟实现

#include<stdio.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->后
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		//后->前
		while (num--)
		{
			*((char*)dest+num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(arr + 2, arr, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{ 
		printf("%d ", arr[i]); //1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
	}
	return 0;
}

7.3、memset

功能：把一块内存空间设置成你想要的值，以字节为单位来修改

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	//char arr[20] = { 0 };
	//memset(arr, 'x', 10);
	//printf("%s\n", arr);  //xxxxxxxxxx
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memset(arr, '\0', 10);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);  // 0 0 0 4 5 6 7 8 9 10
	}
	//01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 ...将前10个字节改为0
	//00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04 00 00 00
	return 0;
}

7.4、memcmp

功能：内存比较

int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节，不在乎有无 '\0' ，你让它比较几个字节就比较几个字节。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,7,4,5 };
	int arr2[] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%d\n", memcmp(arr1, arr2, 9)); //1  // 9表示比较前9个字节
	return 0;
}

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