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[C++知识库]c语言自学教程——字符函数和字符串函数

文章目录

0. 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.

1. 求字符串长度

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 ）
#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;
}

结果是str2>str1
无符号数相减，得到的还是一个无符号数，没有负数的概念

1.2 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. 长度不受限制的字符串函数

2.1 strcpy（字符串拷贝）

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

  • Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null character (and stopping at that point).
  • 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。

2.2 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 strcat（字符串追加/连接 ）

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

  • Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character in destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end of the new string formed by the concatenation of both in destination.
  • 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？不行，追加的内容被const修饰，不可改

2.4 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;
}

2.5 strcmp（字符串比较）

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

  • This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character is reached.
  • 标准规定：
    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

2.6 模拟实现strcmp

参考代码：

my_strcmp(const char *src, const char *dst)
{
	while (*src == *dst)
	{
		if (*src == '\0')
			return 0;
		src++;
		dst++;
	}
	if (*src > *dst)
		return 1;
	else
		return - 1;
}

3. 长度受限制的字符串函数

3.1 strncpy

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

  • Copies the first num characters of source to destination. If the end of the source C string(which is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied,destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it.
  • 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。

3.2 strncat

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

  • Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.
  • If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied
/* strncat example */
#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);//To be or not
	return 0;
}

3.3 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。
/* strncmp example */
#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;
}

4. 字符串查找

4.1 strstr

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

  • Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.
/* strstr example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
	char str[] ="This is a simple string";
	char * pch;
	pch = strstr (str,"simple");
	strncpy (pch,"sample",6);
	puts (str);
	return 0;
}

4.2 模拟实现strstr

char *my_strstr(const char *str, const char *substr)
{
	//要小心bbbc中找bbc这种情况
	const char *s1 = str;
	const char *s2 = substr;
	const char *cur = str;

	assert(substr && str);
	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;
}

4.3 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。
/* strtok example */
#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;
}

#include <stdio.h>
int main()
{
	char *p = "abc@qq.com";
	const char* sep = ".@";
	char arr[30];
	char *str = NULL;
	strcpy(arr, p);//将数据拷贝一份，处理arr数组的内容
	for(str=strtok(arr, sep); str != NULL; str=strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
}

5. 错误信息报告

5.1 strerror （错误信息翻译）

char * strerror ( int errnum );
返回错误码，所对应的错误信息。

 /* strerror example : error list */
#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;
}
Edit & Run

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

6.2 字符转换：

int tolower ( int c );//变成小写字母
int toupper ( int c );//变成大写字母

/* isupper example */
#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;
}

7. 内存操作函数

7.1 memcpy（内存拷贝）

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。
/* memcpy example */
#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;
}

7.2 模拟实现memcpy

void * memcpy ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
	void * ret = dst;
	assert(dst && src);

	while (count--) 
	{
		*(char *)dst = *(char *)src;
		dst = (char *)dst + 1;
		src = (char *)src + 1;
	}
	return(ret);
}

7.3 memmove（内存拷贝，可重叠）

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。
/* memmove example */
#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;
}

7.4 模拟实现memmove

要分成三种情况来考虑
有重叠部分的拷贝要注意怎样才能不在拷贝前改变它内存中的值，办法就是从前往后拷贝或者从后往前拷贝
还有一种是没有重叠部分的，那么前往后拷贝或者从后往前拷贝都可以。
请添加图片描述
请添加图片描述

void *my_memmove(void *dest, const void *src, size_t count)
{
	assert(dest && src);
	void *ret = dest;

	if (dest < ret)
	{
		while (count--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		while (count--)
		{
			*((char *)dest+count) = *((char*)src+count);
		}
	}

	return ret;
}

7.5 memcmp（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
返回值如下：
请添加图片描述

/* memcmp example */
#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;
}

这些函数都很常用，特别是那些有模拟实现过的函数，希望大家都能从更深层面掌握字符函数和字符串函数，本期就到此为止。
感兴趣的小伙伴可以关注我哦！一个赞一个评论一个收藏一个关注都是我不断写作的动力。
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