C进阶--字符函数和字符串函数介绍

✨ 更多细节参考 cplusplus.com/reference/cstring/

使用方式：

⭕ 求字符串长度

🖌   strlen

函数原型：

size_t strlen ( const char * str );

作用：

获取字符串长度

✨补充：

⭐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 ）

strlen函数的使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main ()
{char buffer[256];printf ("Enter a sentence: ");gets (buffer);printf ("The sentence entered is %u characters long.\n",(unsigned)strlen(szInput));return 0;
}

运行结果：

strlen函数模拟实现

🔪 方法一：计数器

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

🔪 方法二：递归

size_t my_strlen(const char* str)
{if (*str == '\0')return 0;elsereturn my_strlen(str + 1) + 1;
}

🔪 方法三：指针-指针

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

⭕ 长度不受限制的字符串函数

🖌   strcpy

函数原型：

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

函数功能：

将源指向的 C 字符串复制到目标指向的数组中

函数使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main ()
{char str1[]="Sample string";char str2[40];char str3[40];strcpy (str2,str1);strcpy (str3,"copy successful");printf ("str1: %s\nstr2: %s\nstr3: %s\n",str1,str2,str3);return 0;
}

✨有源字符串必须以 '\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。

✨strcpy函数返回的是目标空间的起始地址
✨strcpy函数的返回类型的设置是为了实现链式访问

模拟实现：

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

🖌  strcat

函数原型：

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

函数功能：

将源字符串的副本追加到目标字符串。目标中的终止空字符被源的第一个字符覆盖，并且在目标中由两者串联形成的新字符串的末尾包含一个空字符。

目的地和来源不得重叠。

⭐ 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。

函数使用：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include <assert.h>int main()
{char str[80];strcpy(str, "these ");strcat(str, "strings ");strcat(str, "are ");strcat(str, "concatenated.");puts(str);return 0;
}

目的地和来源不得重叠。所以不可以自己给自己追加喔（strcat（s,s);绝对不可以喔。🙅‍♀️）

模拟实现：

char* my_strcat(char* dest, char* src)
{assert(dest && src);char* ret = dest;//找目标空间中的\0while (*dest)dest++;//拷贝while (*dest++ = *src++);return ret;
}

🖌   strcmp

函数原型：

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

函数功能：

此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续以下对，直到字符不同或达到终止空字符。

ps:此函数执行字符的二进制比较。有关考虑特定于区域设置的规则的函数，请参阅 strcoll。

✨ 返回值：

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

函数使用：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char key[] = "apple";char buffer[80];do {printf("Guess my favorite fruit? ");fflush(stdout);//刷新输出缓冲区scanf("%79s", buffer);} while (strcmp(key, buffer) != 0);puts("Correct answer!");return 0;
}

  fflush(stdout);作用：刷新输出缓冲区--更多欢迎进入主页查看文件系统与inode编号 有更详细的介绍

模拟实现：

✍ 代码实现：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include <assert.h>int my_strcmp(const char* s1, const char* s2)
{assert(s1 && s2);while (*s1 == *s2){if (*s1 == '\0'){return 0;//相等}s1++;s2++;}//不相等return *s1 - *s2;
}
int main()
{char * s1 = "abcde";char * s2 = "acbde";char * s3 = "abcde";char * s4 = "abbbbb";printf("s1 vs s2 %d\n", my_strcmp(s1, s2));printf("s1 vs s3 %d\n", my_strcmp(s1, s3));printf("s1 vs s4 %d\n", my_strcmp(s1, s4));return 0;
}

📕 运行结果：

⭕ 长度受限制的字符串函数介绍

🖌  strncpy

函数原型：

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

函数功能：

将源的第一个字符数复制到目标。如果在复制 num 个字符之前找到源 C 字符串的末尾（由 null 字符表示），则目标将填充零，直到总共写入 num 个字符为止。

⭐ 如果源长度超过 num，则不会在目标末尾隐式附加空字符。因此，在这种情况下，不应将目标视为以空结尾的 C 字符串（这样读取它会溢出）。

⭐ 目的地和来源不得重叠 

函数使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main ()
{char str1[]= "To be or not to be";char str2[40];char str3[40];/* copy to sized buffer (overflow safe): */strncpy ( str2, str1, sizeof(str2) );/* partial copy (only 5 chars): */strncpy ( str3, str2, 5 );str3[5] = '\0';   /* null character manually added */puts (str1);puts (str2);puts (str3);return 0;
}

运行结果：

模拟实现：

char* my_strncpy(char* destination, const char* source, size_t n)
{char* cp = destination;int i = 0;while (*source && i < n){*cp++ = *source++;i++;}for (int j = i; j < n; j++){*cp++ = 0;}return destination;
}

🖌  strncat

函数原型：

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

函数功能：

将源的第一个数字字符追加到目标，外加一个终止空字符。

如果源中 C 字符串的长度小于 num，则仅复制终止空字符之前的内容。

函数使用：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#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;
}

运行结果：

❓  字符串自己给自己追加，如何？

对于strncat函数，它可以在目标字符串中追加源字符串的一部分内容，但不能直接将源字符串追加到自身。

模拟实现：

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<assert>
#include<string.h>char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num) {assert(dest && src);char* ret = dest;/*while (num--) {*dest++ = *src++;}*/while (*dest != '\0') {dest++;}size_t i = 0;for (; src != 0 && i < num; i++) {dest[i] = src[i];}return ret;
}
int main() {char dest[20] = "hahaha";char src[10] = "yyyyyy";my_strncat(dest, src, 2);printf("%s\n", dest);return 0;
}

运行结果：

🖌 strncmp

函数原型：

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

函数功能：

比较两个字符串的字符
将 C 字符串 str1 的字符数与 C 字符串 str2 的字符数进行比较。
此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续使用以下对，直到字符不同，直到达到终止的空字符，或者直到两个字符串中的 num 字符匹配，以先发生者为准。

✨ 返回值：

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

函数使用：

#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;
}

模拟实现：

int my_strncmp(const char *str1, const char *str2, int n)
{assert(str1 != NULL&&str2 != NULL);while(n--&&*str1 == *str2){str1++;str2++;}return *str1 - *str2;
}

⭕ 字符串查找

🖌 strstr

函数原型：

const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );
char * strstr (char * str1, const char * str2 );

函数功能：查找子字符串

返回指向 str1 中第一次出现的 str2 的指针，如果 str2 不是 str1 的一部分，则返回一个空指针。

匹配过程不包括终止空字符，但它到此为止。

函数使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main ()
{
//查找出错误的sample并替换为正确的char str[] ="This is a simple string";char * pch;pch = strstr (str,"simple");if (pch != NULL)strncpy (pch,"sample",6);puts (str);return 0;
}

运行结果：

模拟实现：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);const char* s1 = str1;const char* s2 = str2;const char* cur = str1;while (*cur){s1 = cur;s2 = str2;while (*s1 && *s2 && (*s1 == *s2)){s1++;s2++;}if (*s2 == '\0'){return (char*)cur;}cur++;}return NULL;//找不到
}

🖌   strtok

函数原型：

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

函数功能：

将字符串拆分为以标记分开的字符串。
此函数的一系列调用将 str 拆分为标记，这些标记是由分隔符中的任何字符分隔的连续字符序列。

⭐ 在第一次调用时，该函数需要一个 C 字符串作为 str 的参数，其第一个字符用作扫描令牌的起始位置。在后续调用中，该函数需要一个空指针，并使用最后一个令牌末尾之后的位置作为扫描的新起始位置。

⭐ 为了确定标记的开头和结尾，该函数首先从起始位置扫描分隔符中未包含的第一个字符（该字符将成为标记的开头）。然后从令牌的开头开始扫描分隔符中包含的第一个字符，该字符将成为令牌的末尾。如果找到终止空字符，扫描也会停止。

⭐ 令牌的此结尾将自动替换为空字符，并且令牌的开头由函数返回。

一旦在对 strtok 的调用中找到 str 的终止空字符，则对此函数的所有后续调用（以空指针作为第一个参数）都将返回空指针。

⭐找到最后一个令牌的点由要在下一次调用中使用的函数在内部保留（不需要特定的库实现来避免数据争用）。

函数使用：

#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;
}

模拟实现：

char* my_strtok(char* strToken, const char* strDelimit)
{char* str1 = strToken;char* temp = NULL;char* str2 = (char*)strDelimit;static char* pos = NULL;if (str1 != NULL){while (*str1){str2 = (char*)strDelimit;while (*str2 != '\0'){if ((*str1 == *str2)){if (*(str1 + 1) == '\0')pos = NULL;elsepos = str1;*str1 = '\0';return strToken;}str2++;}str1++;}}else{if (pos != NULL){str1 = pos + 1;temp = pos + 1;while (*str1){str2 = (char*)strDelimit;while (*str2 != '\0'){if ((*str1 == *str2)){pos = str1;*str1 = '\0';return temp;}str2++;}str1++;}pos = NULL;return temp;}	}return NULL;
}

⭕ 错误信息报告

🖌  strerror

函数原型：

char * strerror ( int errnum );

函数功能：获得一个指向错误信息字符串的字符指针

⭐ 解释 errnum 的值，生成一个字符串，其中包含描述错误条件的消息，就像由库的函数设置为 errno 一样。

⭐ 返回的指针指向静态分配的字符串，程序不应修改该字符串。对此函数的进一步调用可能会覆盖其内容（不需要特定的库实现来避免数据争用）。

⭐ strerror 生成的错误字符串可能特定于每个系统和库实现。

函数使用：

#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;
}

 ⭕ 内存操作函数

 🖌 memcpy

函数原型：

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

函数功能：复制内存块

将字节数的值从源指向的位置直接复制到目标指向的内存块。

⭐ 源指针和目标指针指向的对象的基础类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本。

⭐ 该函数不检查源中的任何终止空字符 - 它总是准确地复制字节数。

⭐ 为避免溢出，目标和源参数指向的数组大小应至少为字节数，并且不应重叠（对于重叠的内存块，memmove 是一种更安全的方法）。

函数使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>struct {char name[40];int age;
} person, person_copy;int main ()
{char myname[] = "Pierre de Fermat";/* using memcpy to copy string: */memcpy ( person.name, myname, strlen(myname)+1 );person.age = 46;/* using memcpy to copy structure: */memcpy ( &person_copy, &person, sizeof(person) );printf ("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age );return 0;
}

模拟实现：

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

 🖌  memmove

函数原型：

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

函数功能：

移动内存块
将字节数的值从源指向的位置复制到目标指向的内存块。复制就像使用了中间缓冲区一样，允许目标和源重叠。

⭐ 源指针和目标指针指向的对象的基础类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本。

⭐ 该函数不检查源中的任何终止空字符 - 它总是准确地复制字节数。

⭐ 为避免溢出，目标参数和源参数指向的数组的大小应至少为字节数。

函数使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main ()
{char str[] = "memmove can be very useful......";memmove (str+20,str+15,11);puts (str);return 0;
}

模拟实现：

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

 🖌  memcmp

函数原型：

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

函数功能：比较两个内存块

将 ptr1 指向的内存块的前 num 字节数与 ptr2 指向的第一个字节数进行比较，如果它们都匹配，则返回零，如果不匹配，则返回一个不同于零的值，表示哪个更大。

✴ 请注意，与 strcmp 不同，该函数在找到空字符后不会停止比较。

函数使用：

#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;
}

模拟实现：

🔪 方式一：

int my_memcmp1(const void* p1, const void* p2, size_t count)//方法1
{assert(p1);assert(p2);char* dest = (char*)p1;char* src = (char*)p2;while (count && (*dest == *src)){count--;dest++;src++;}if (count == 0)return 0;return *dest - *src;
}

🔪 方式二：

int my_memcmp2(const void* p1, const void* p2, size_t count)//方法2
{assert(p1);assert(p2);int ret = 0;char* dest = (char*)p1;char* src = (char*)p2;while (count && (!(ret = (*dest - *src)))){dest++;src++;count--;}if (ret > 0){return 1;}else if (ret < 0){return -1;}return 0;}

 🖌   memset

函数原型：

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

函数功能：填充内存块

将 ptr 指向的内存块的第一个字节数设置为指定值（解释为无符号字符）。

函数使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main ()
{char str[] = "almost every programmer should know memset!";memset (str,'-',6);puts (str);return 0;
}