C语言 2022 年 2 月 9 日

[C语言] 字符串函数的相关介绍与模拟实现

strlen、strcpy、strcat……

C语言约1985字 -- 阅读时间≈5分钟

字符串函数

1. `strlen`

size_t strlen(const char* str );

作用：求字符串中'\0'前的字符串的长度

要求：字符串必须以'\0' 结束

示例

模拟实现 strlen

/* 可创建临时变量 */
int my_strlen(const char* str)
{
    assert(str);
    int count = 0;
    
    while(*str++)
  		count++;
    
    return count;
}
/* 不可创建临时变量 (递归)*/
int my_strlen(const char* str)
{
	if(!(*str))
		return 0;
	else
		return 1+my_strlen(str+1);
}
/* 指针相减 */
int my_strlen(char* str)
{
	char *pstr = str;
	while(*pstr)
		pstr++;
	return pstr-str;
}

在MSDN中, strlen函数的返回值是size_t, 也就是 unsigned int无符号整型。返回值是无符号整型，我们在使用函数的时候，如果没有注意到，就可能写出下面这样的代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    if(strlen("asd") - strlen("asdasd") > 0)
        printf(">\n");
    else
        printf("<=\n");
    
    return 0;
}
这段代码最终输出的是 >

因为两个无符号整型相减，结果肯定也是无符号整型，所以结果肯定是大于 0 的

我们模拟实现的my_strlen返回值是 int 类型，就不会出现如果不小心写出错误的代码的问题。

2. `strcpy`

char* strcpy(char* destination, const char* source );

作用：将 source 字符串中的内容(包括'\0')，拷贝至destination字符串中

要求：被拷贝的字符串(soure)中必须有 '\0'; destination空间必须足够大且可变(不被 const 修饰)

示例

模拟实现 strcpy

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
    char* ret = dest;
    assert(dest && src);
    
    while(*dest++ = *scr++)
    {
        ;
    }
    
    return ret;
}

3. `strcat`

char* strcat (char* destination, const char* source);

作用：将字符串source的内容，追加到字符串destination后

要求：字符串source必须以'\0'结束；字符串destination空间足够大且可修改

示例

模拟实现 strcat

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
    char* ret = dest;
    assert(dest && src);
    
    while(*dest)
    {//注意：循环里的"++" 不能放入循环条件里: 若放至 dest 后，会跳过原 dest 中的 '\0'；若放至 dest 前，如果dest首字符就为'\0'也会被跳过
        dest++;
    }
    while(*dest++ = *src++)
    {
        ;
    }
  	
    return ret;
}

4. `strcmp`

int strcmp (const char* str1, const char* str2);

作用：比较两个字符串，对应位置上字符的大小

str1 > str2: 返回一个正数

str1 < str2: 返回一个负数

str1 == str2: 返回零

示例

模拟实现 strcmp

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;
}

5. `strncpy`

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

受长度限制的字符串拷贝函数

作用：将字符串source中的前 num 个字符，拷贝到字符串destination中。

(如果 num 大于字符串 source 的长度，多出的部分均存入 '\0')

6. `strncat`

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

受长度限制的字符串追加函数

作用：将字符串source中的前 num 个字符，追加到字符串destination后(从第一个'\0'开始算)，并在末尾放入'\0'

(如果 num 大于字符串 source 的长度，则只追加已有的source字符串及末尾的 '\0')

7. `strncmp`

int strncmp (const char* str1, const char* str2, size_t num);

受长度限制的字符串比较函数

作用：比较字符串 str2 和 str1 对应的前 num 个字符的大小

8. `strstr`

char* strstr(const char* string, const char* strCharSet);

作用：在字符串string中，查找第一个strCharSet字符串；若strCharSet指向长度为零的字符串(即，strCharSet为空)，则返回原字符串，没找到返回空指针，找到了返回找到的字符串的首字符地址。

示例

模拟实现 strstr

char* my_strstr(const char* str, const char* substr)
{
    assert(str && substr);
    if(*substr == '\0')
        return str;
    char* flag = (char*)str;	//记录本次查找的起始地址
    char* str1;
    char* str2;					//记录 查找的字符串
    
    while(*flag)
    {
        str1 = flag;			//因本次查找中 起始位置需要一直知道，所以将 flag 存入另一个指针变量
        str2 = (char*)substr;	//每次循环从 查找字符串的首字符开始查找
        while(*st1 && *str2 && (*str1 == str2))
        {/*在此循环中查找，str1 与 str2 指向的字符都不为'\0'，且 相等时，继续查找下一个字符
           str2指向的字符为'\0'时，查找成功*/
            str1++;
            str2++;
        }
        if(*str2 == '\0')
            return flag;
        
        flag++;
	}
    
    return NULL;
}

9. `strtok`

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

作用：将字符串分割成一个个片段（自己设定分隔符）

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。
即: 1. strtok函数在使用的时候，因为会改变参数，所以第一个参数需要是目标参数的临时拷贝
1. strtok函数在找第一个标记的时候，函数的第一个参数不是NULL
2. strtok函数在找非第一个标记的时候，函数的第一个参数不是NULL
例：
```
const char* p = "@.";
char arr[] = "July3@blog.csdn.net";
char arr_copy[50] = { 0 };
strcpy(arr_copy, arr);
char* str = NULL;
for(str = strtok(buf, p); str != NULL; str = strtok(NULL, p))
{
   printf("%s\n", str);
}
```

10. `strerror`

char * strerror ( int errnum );

作用：返回错误码，所对应的错误信息。

int main()
{
   int i = 0;
   for(int i = 0; i < 10; i++)
       printf(" %s\n", strerror(i));
   
   return 0;
}
// 此段代码可测试输出各错误码表示的错误信息

实际操作：

在执行某些操作时，可能会遇到一些错误，这时候就需要到这个函数了

例如：C语言操作文件时，遇到错误时

// fopen 函数可以操作文件(返回值，参数，头文件等具体问题，看MSDN)
// 当库函数使用错误时，会将 errno(C语言提供的全局变量,可直接使用, 需要头文件 errno.h) 赋值为此次库函数使用错误时的错误码
#include <errno.h>

int main()
{
   //打开文件
   FILE* pf = fopen("july3.txt", "r");
   if(NULL == pf)
   {
       printf("%s\n", strerror(errno));
       return 0;
   }
   //读文件
   
   //关闭文件
   fclose(pf);
   pf = NULL;
   
   return 0;
}

字符分类、字符转换函数

字符分类函数	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

字符转换函数	作用
`tolower`	大写字母转小写字母
`toupper`	小写字母转大写字母

作者：哈米d1ch 发表日期：2022 年 2 月 9 日

[C语言] 字符串函数的相关介绍与模拟实现

字符串函数

1. strlen

2. strcpy

3. strcat

4. strcmp

5. strncpy

6. strncat

7. strncmp

8. strstr

9. strtok

10. strerror