C语言进阶教程之字符函数和字符串函数

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C语言进阶教程之字符函数和字符串函数

CGod   2022-11-30 我要评论

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，字符串通常放在常量字符串中或者字符数组中
  • 字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数

一、函数介绍

1.1 strlen

size_t strlen ( const char * str );
  • 字符串已经 '\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>
int main()
{
	const char* str1 = "abcdef";
	const char* str2 = "bbb";
	if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
	{
		printf("str2>str1\n");
	}
	else
	{
		printf("srt1>str2\n");
	}
	return 0;
}

输出结果：

1.2 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

1.3 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
  • 字符串自己给自己追加，如何？
    • 不可以，按上述规则自我追加的时候会覆盖掉某些值

1.4 strcmp

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
  • 那么如何判断两个字符串？
    • 从首字符依次对比，对比的是相应的ASCII码值

1.5 strncpy

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

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 与strncpy对strcpy的改进一样，strncat也是对strcat的改进，而且可以自我追加
  • 参数和strncpy无异
#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;
}

输出结果：

1.7 strncmp

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
  • 比较到出现另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
  • 也是对strcmp的改进
#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;
}

输出结果：

1.8 strstr

char * strstr ( const char *str1, const char * str2);
  • 去str1寻找与str2相等的子串，然后把该子串的起始位置返回
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str[] = "This is a simple string";
	char* pch;
	pch = strstr(str, "simple");
	puts(pch);
	return 0;
}

1.9 strtok

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函数会改变被其操作的字符串，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()
{
	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;
}

输出结果：

1.10 strerror

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>//必须包含的头文件
int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pFile == NULL)
		printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
	//errno: Last error number
	return 0;
}

输出结果：

1.11 字符分类函数

字符转换：

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

#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;
}

输出结果：

1.12 memcpy

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
#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;
}

输出结果：

1.13 memmove

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

输出结果：

1.14 memcmp

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
  • 返回值如下：

#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;
}

输出结果：

二、库函数的模拟实现

2.1 模拟实现strlen

三种方式：

方式1：

//计数器方式
int my_strlen(const char* str) 
{
	int count = 0;
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

方式2：

//不能创建临时变量计数器
int my_strlen(const char * str) 
{
	if(*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1+my_strlen(str+1);
}

方式3：

//指针-指针的方式
int my_strlen(char *s) 
{
    char *p = s;
    while(*p != ‘\0' )
        p++;
    return p-s; 
}

2.2 模拟实现strcpy

参考代码：

//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》书籍最后的试题部分
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

2.3 模拟实现strcat

参考代码：

char* my_strcat(char* dest, const char* src) 
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

2.4 模拟实现strstr

参考代码：

char* strstr(const char* str1, const char* str2) 
{
	char* cp = (char*)str1;
	char* s1, * s2;
	if (!*str2)
		return((char*)str1);
	while (*cp)
	{
		s1 = cp;
		s2 = (char*)str2;
		while (*s1 && *s2 && !(*s1 - *s2))
			s1++, s2++;
		if (!*s2)
			return(cp);
		cp++;
	}
	return(NULL);
}

2.5 模拟实现strcmp

参考代码：

int my_strcmp(const char* src, const char* dst) 
{
	int ret = 0;
	assert(src != NULL);
	assert(dest != NULL);
	while (!(ret = *(unsigned char*)src - *(unsigned char*)dst) && *dst)
		++src, ++dst;
	if (ret < 0)
		ret = -1;
	else if (ret > 0)
		ret = 1;
	return(ret);
}

2.6 模拟实现memcpy

参考代码：

void* memcpy(void* dst, const void* src, size_t count) 
{
	void* ret = dst;
	assert(dst);
	assert(src);
	/*
	 * copy from lower addresses to higher addresses
	 */
	while (count--) {
		*(char*)dst = *(char*)src;
		dst = (char*)dst + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return(ret);
}

2.7 模拟实现memmove

参考代码：

void* memmove(void* dst, const void* src, size_t count) 
{
	void* ret = dst;
	if (dst <= src || (char*)dst >= ((char*)src + count)) 
	{
		/*
		 * Non-Overlapping Buffers
         * copy from lower addresses to higher addresses
         */
		while (count--) {
			*(char*)dst = *(char*)src;
			dst = (char*)dst + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else {
		/*
		 * Overlapping Buffers
		 * copy from higher addresses to lower addresses
		 */
		dst = (char*)dst + count - 1;
		src = (char*)src + count - 1;
		while (count--) {
			*(char*)dst = *(char*)src;
			dst = (char*)dst - 1;
			src = (char*)src - 1;
		}
	}
	return(ret);
}

总结

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