[C++知识库]string.h和stype.h常用函数讲解，隔壁老王看了直呼eazy！【C语言】

📌 本文作者： Foxny

📃 更新记录： 2021.7.20

? 勘误记录： 无

📜 本文声明： 由于作者水平有限，本文有错误和不准确之处在所难免，本人也很想知道这些错误，恳望读者批评指正！

前言

📚 在C语言中对字符和字符串的处理是很常见的，但是C语言本身是并没有字符串类型的，字符串通常放在 常量字符串 中或 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、求字符串长度

0x00 strlen 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接：http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strlen/?kw=strlen

📚 说明：字符串以 \0 作为结束标志，strlen 返回的是在字符串中 \0 前面出现的字符个数

📌 注意事项：

????? ① 参数指向的字符串必须以? \0? 结束

????? ② 函数的返回值为 size_t ，无符号（unsigned）

💬 代码演示：

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

int main()
{
    int len = strlen("abcdef");
    printf("%d\n", len);

    return 0;
}

🚩? 6

二、长度不受限制的字符串函数

0x00 strcpy 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接：http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strcpy/

📚 说明：字符串拷贝，将含有 \0 的字符串复制到另一个地址空间，返回值的类型为 char*

📌 注意事项：

????? ① 源字符串 src 必须以 \0 结束

????? ② 会将源字符串 src 中的 \0 一同拷贝到目标空间 dest

????? ③ 目标空间必须足够大，以确保能够存放源字符串 dest （下面讲 strncmp 的时候演示）

????? ④ 目标空间必须可变，即目标空间 dest 不可以被 const 声明

💬 代码演示：

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

int main()
{
    char arr1[] = "abcdefghi";
    char arr2[] = "123";
    printf("拷贝前：%s\n", arr1);

    strcpy(arr1, arr2); // 字符串拷贝(目标空间，源字符串)

    printf("拷贝后：%s\n", arr1);

    return 0;
}

🚩 运行结果如下：

?

0x02 strcat 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strcat/

📚 说明：将 src 所指向的字符串复制到 dest 所指向的字符串后面（删除 *dest 原来末尾的 \0 ）

📌 注意事项：

????? ① 源字符串 src 必须以 \0 结束

????? ② 会将源字符串 src 中的 \0 一同拷贝到目标空间 dest ，并删除 *dest 原来末尾的 \0

????? ③ 目标空间必须足够大，以确保能够存放源字符串 dest

????? ④ 目标空间必须可变，即目标空间 dest 不可以被 const 声明

💬 代码演示：

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

int main()
{
    char arr1[30] = "hello";
    char arr2[] = "world";
    
    strcat(arr1, arr2);
    printf("%s\n", arr1);

    return 0;
}

?🚩 hello world

0x03 strcmp 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strcmp/

📚 说明：用于比较两个字符串并根据比较结果返回整数，?两个字符串自左向右逐个字符相比，按照 ASCII值 大小相比较，从第一对字符开始比，如果相等则比下一对，直到出现不同的字符或遇 \0 才停止。对比规则如下：

?💬 代码演示：

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

int main()
{   
    char *p1 = "abcdef";
    char *p2 = "aqwer";
    int ret = strcmp(p1, p2); // p1和p2比
    // a==a, 对比下一对，b<q，所以p2大
    printf("%d\n", ret);

    return 0;
}

🚩? -1（ 返回负数，所以 p1< p2 ）

🔑 解析：

📌 注意事项：根据编译器的不同，返回的结果也不同

在 VS2013 中，大于返回 1，等于返回 0，小于返回 -1。但在 Linux-gcc 中，大于返回正数，等于返回0，小于返回负数。因此，我们需要注意判断部分的写法：

// 不推荐 ?
    if(strcmp(p1, p2) == 1) {
        printf("p1 > p2");
    } else if(strcmp(p1, p2 == 0)) {
        printf("p1 == p2");
    } else if(strcmp(p1, p2) == -1) {
        printf("p1 < p2");
    }
    
// 推荐 ?
    if(strcmp(p1, p2) > 0) {
        printf("p1 > p2");
    } else if(strcmp(p1, p2 == 0)) {
        printf("p1 == p2");
    } else if(strcmp(p1, p2) < -1) {
        printf("p1 < p2");
    }

三、长度受限制的函数字符串

0x00 strncpy 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strncpy/

📚 说明：从源字符串中拷贝 n 个字符到目标空间

📌 注意事项：

????? ① 如果源字符串的长度小于 n，则拷贝完源字符串之后，在目标的后面追加 0，填充至 n 个

????? ② dest 和 src 不应该重叠（重叠时可以用更安全的 memmove 替代）

????? ③ 目标空间必须足够大，以确保能够存放源字符串 dest

????? ④ 目标空间必须可变，即目标空间 dest 不可以被 const 声明

💬 代码演示：

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

int main()
{
    char arr1[5] = "abc";
    char arr2[] = "hello world";
    strncpy(arr1, arr2, 4); // 从arr2中拷贝4个到arr1
    printf("%s\n", arr1);

    return 0;
}

🚩 hell

? 目标空间不够大会导致报错：

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

int main()
{
    char arr1[5] = "abc"; // 大小为5的数组
    char arr2[] = "hello world";
    strncpy(arr1, arr2, 6); // 要求拷贝6个字节
    printf("%s\n", arr1);

    return 0;
}

🚩 运行结果如下：

?

0x01 strncat 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strncat/

📚 说明：追加 n 个字符到目标空间

📌 注意事项：如果源字符串的长度小于 n，则只复制 \0 之前的内容。

💬 代码演示：

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

int main()
{
    char arr1[30] = "hello";
    char arr2[] = "world";
    strncat(arr1, arr2, 3); // 从arr2中取3个追加到arr1中
    printf("%s\n", arr1);

    return 0;
}

🚩 hellowor

0x02 strncmp 函数

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strncmp/

📚 说明：比较到出现另个字符不一样或者一个字符串结束或者 n 个字符全部比较完。

（ 除了增了了个 n，其他和 strcmp 一样 ）

💬 代码演示：

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

int main()
{
    const char* p1 = "abczdef";
    const char* p2 = "abcqwer";
    // int ret = strcmp(p1, p2);
    int ret = strncmp(p1, p2, 1);
    int ret2 = strncmp(p1, p2, 4);
    printf("%d %d\n", ret, ret1);

    return 0;
}

🚩? 0? 1

四、字符串查找

0x00 strstr 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strstr/

📚 说明：返回字符串中首次出现子串的地址。若 str2 是 str1 的子串，则返回 str2 在 str1 中首次出现的地址。如果 str2 不是 str1 的子串，则返回 NULL 。

?

💬 代码演示：是子串，返回首次出现的地址

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

int main()
{
    char* p1 = "abcdef";
    char* p2 = "def";
    char* ret = strstr(p1, p2); // 判断p2是否是p1的子串
    printf("%s\n", ret);

    return 0;
}

🚩? def （ p2 是 p1 的子串，所以返回 def ）

💬 代码演示：不是子串，返回 NULL

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

int main()
{
    char* p1 = "abcdef";
    char* p2 = "zzz";
    char* ret = strstr(p1, p2);
    printf("%s\n", ret);

    return 0;
}

🚩? (null)

💬 我们用 if 判断来添加描述，更好地呈现：

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

int main()
{
    char* p1 = "abcdef";
    char* p2 = "def";
    char* ret = strstr(p1, p2);
    if ( ret == NULL ) {
        printf("子串不存在\n");
    } else {
        printf("%s\n", ret);
    }
    return 0;
}

0x01 strtok 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strtok/

📚 说明：

📌 注意事项：strtok 会破坏原字符串，分割后原字符串保留第一个分割符前的字符

💬 代码演示：分割ip

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

int main()
{
    //192.168.0.1
    //192 168 0 1 - strtok

    char ip[] = "192.168.0.1";
    // const char* sep = ".";
    // char* ret = strtok(ip, sep);
    char* ret = strtok(ip, ".");
    printf("%s\n", ret);

    ret = strtok(NULL, ".");
    printf("%s\n", ret);

    ret = strtok(NULL, ".");
    printf("%s\n", ret);

    ret = strtok(NULL, ".");
    printf("%s\n", ret);

    return 0;
}

🚩? 运行结果如下：

💬 代码演示：分割邮箱

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

int main()
{
    //1300300100@qq.com
    //1300300100 qq com
    char arr[] = "1300300100@qq.com";
    printf("原字符串: %s\n", arr);
    
    const char* sep = "@."; // 创建sep
    char arr1[30];
    char* ret = NULL;
    strcpy(arr1, arr); // 将数据拷贝一份，保留arr数组的内容

    // 分行打印切割内容
    for (ret = strtok(arr, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep)) {
        printf("%s\n", ret);
    }

    printf("保留的原内容：%s\n", arr1); // 保存的arr数组的内容
    printf("分割后原字符串被破坏: %s\n", arr); // 分割后原字符串保留第一个分割符前的字符

    return 0;
}

🚩 运行结果如下：

0x02 strerror 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strerror/

📚 说明：返回错误码，返回错误码所对应的错误信息

💬 代码演示：

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

int main()
{
     // 错误码       错误信息
     // 0 -          No error
     // 1 -          Operation not permitted
     // 2 -          No such file or directory
     // ...

    //errno 是一个全局的错误码变量
    //当c语言的库函数在执行过程中，发生了错误，
    //就会把对应的错误码赋值到errno中
    char* str = strerror(errno);
    printf("%s\n", str);

    return 0;
}

🚩? No error

📚 关于 errno：查看 errno 的详细介绍? [百度百科]

errno 是记录系统的最后一次错误代码。代码是一个 int 型的值，在 errno.h 中定义

💬 文件操作的时候可以使用（后面会讲文件操作）

FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if ( pf == NULL ) {
    printf("%s\n", strerror(errno));
} else {
    printf("*****open file success*****\n")
}

五、字符操作

0x00 字符分类

📜 头文件： stype.h

?💬 代码演示：islower

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
    char ch1 = 'a';
    int ret = islower(ch1); // 判断ch1是否为小写
    printf("%d\n", ret);

    char ch2 = 'B';
    int res = islower(ch2); // 判断ch2是否为小写
    printf("%d\n", res);

    return 0;
}

?🚩 运行结果如下：

0x01 字符转换

📜 需引入头文件 stype.h

?

💬 代码演示：tolower

int main()
{
    char ch = tolower('Q'); // 大写转小写
    putchar(ch);

    return 0;
}

🚩? q

💬 代码演示：toupper

int main()
{
    char ch = toupper('q'); // 小写转大写
    putchar(ch);
    
    return 0;
}

🚩? Q

💬 代码演示：字符串内容全部大写转小写（ 利用 while 循环 ）

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
    char arr[] = "I Am A Student";
    int i = 0;
    while(arr[i]) {
        if ( isupper(arr[i]) ) {
            arr[i] = tolower(arr[i]);
        } 
        i++;
    }
    printf("%s\n", arr);

    return 0;
}

🚩? i am a student

💬 模拟实现 Python 中的 swapcase 函数 （ 字符串大小写互换 ）

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#include <assert.h>

void swapcase(char arr[]) 
{
    assert(arr != NULL); // 断言防止传空
    int i = 0;
    while (arr[i] != '\0') {
        if (islower(arr[i])) { //是小写吗？
            arr[i] = toupper(arr[i]); //如果是，让它变成大写
        } else {  //不是小写
            arr[i] = tolower(arr[i]); //把它变成小写
        }
        i++;
    }
}

int main()
{
    char arr[] = "AaBbCcDdEeFf";
    swapcase(arr);
    printf("%s\n", arr);

    return 0;
}

🚩?? aAbBcCdDeEfF

六、字符操作函数

0x00 memcpy 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/memcpy/

📚 说明：从源内存地址 src 的起始位置开始拷贝 n 个字节到目标内存地址 dest 中

📌 注意事项：

????? ① memcpy 没有刹车，这个函数遇到 \0 并不会停下来

????? ② 如果 src 和 dest 有任何的重叠，复制的结果都是未定义的

?

💬 代码演示：

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

int main()
{
    int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int arr2[5] = {0};
    memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1));

    // 打印 arr2 的内容
    int i = 0;
    for(i=0; i<5; i++) {
        printf("%d ", arr2[i]);
    }

    return 0;
}

🚩 ? 1 2 3 4 5

💬 代码演示：拷贝结构体

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

struct S
{
    char name[20];
    int age;
};

int main()
{
    struct S arr3[] = { {"张三", 20}, {"李四", 30} };
    struct S arr4[3] = { 0 };

    memcpy(arr4, arr3, sizeof(arr3));

    return 0;
}

🔑 调试一下看看是否拷贝成功：

?

0x02 memmove 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/memcpy/

📚 说明：用于拷贝字节，如果目标区域和源区域有重叠时，memmove 能够保证源串在被覆盖之前将重叠区域的字节拷贝到目标区域中，但复制后源内容会被更改。

📌 注意事项：

????? ① 和 memcpy 的差别就是 memmove 函数处理的源内存块和目标内存块时可以重叠的

????? ② 如果原空间和目标空间出现重叠，应使用 memmove 函数处理

C语言标准要求：

memcpy 用来处理不重叠的内存拷贝，而 memmove 用来处理重叠内存的拷贝。

💬 代码演示：

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

int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int i = 0;

    memmove(arr+2, arr, 20);

    for(i=0; i<10; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
}

🚩 运行结果如下：

0x03 memcmp 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/memcmp/

📚 说明：比较 ptr1 和 ptr2 指针开始的 n 个字节，按字节比较

?

📌 注意事项：memcmp 不同于 strcmp，memcmp 遇到 \0 不会停止比较

💬 代码演示：

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

int main()
{
    float arr1[] = {1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
    float arr2[] = {1.0, 3.0};
    int ret = memcmp(arr1, arr2, 8); // arr1是否比arr2大，比较8个字节
    printf("%d\n", ret);
    
    return 0;
}

🚩? -1 （ 说明 arr1 小于 arr2 ）

0x04 memset 函数

📜 头文件： string.h

🔍 链接： http://www.cplusplus.com/reference/cstring/memset/

📚 说明：将某一块内存中的内容全部设置为指定的值，通常为新申请内存做初始化工作。

📌 注意事项：memset 是以字节为单位设置内存的

💬 代码演示：把整型数组将前 20 个字节全部设置为 1

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

int main()
{
    // 40
    int arr[10] = {0};
    memset(arr, 1, 20); // 将前20个字节全部设置为1

    return 0;
}

?

?

本章完