[C++知识库]征服C语言之字符函数和字符串函数

重点介绍处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项

前言

字符分类函数

一.strlen——求字符串函数

size_t? strlen?? ( const char * str? );

strlen的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	//char arr[] = { 'a', 'b', 'c' };

	int len  =strlen(arr);
	printf("%d\n", len);

	return 0;
}

• 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。参数没有的话会，strlen的会是随机值

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;//计数器
	assert(str != NULL);

	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

int main()
{
	char arr[] = "abc";
	//char arr[] = { 'a', 'b', 'c' };

	int len  =my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);

	return 0;
}

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf(">\n");
	}
	else
	{
		printf("<=\n");
	}
	return 0;
}

二.strcpy——字符串拷贝?

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

?strcpy的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[10] =  "#####" ;
	strcpy(arr, "hello");
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

• ?通过strcpy拷贝时，会将字符串的\0一起拷贝过去，或者说会以\0作为结束标志
• 注意常量字符串是不能被修改的，比如：char* str = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxx";str就不能被修改
• 目标空间必须可变， 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。

三.strcat——字符串追加

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

?strcat的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[20] = "abcd";
	strcat(arr, "efgh");//?
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

• ?strcat的使用和上面那个差不多，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。

?strcat的模拟实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char*src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);//断言
	//1. 找目标字符串中的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	//2. 追加源字符串,包含\0
	while(*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;//返回的目标空间的起始地址
}

int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";//world
	char arr2[] = "world";
	printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2));
	return 0;
}

strcat的坑点

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[20] = "abcd";
	strcat(arr, arr);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

• ?strcat这个库函数是不能自己追加自己的，因为如果自己追加自己，会找不到\0，导致无法结束，

四.strcmp——字符串的比较

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

strcmp的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char* p = "abcdef";
	char* q = "abb";
	int ret = strcmp(p, q);

	if (ret > 0)
	{
		printf("p > q\n");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("p < q\n");
	}
	else
	{
		printf("p == q\n");
	}

	return 0;
}

• ?两个字符串不能直接比较，需要借用strcmp函数，它比较的时候是让第一个参数和第二个参数的对应字符进行比较，
• 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

strcpy的模拟实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.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++;
	}
	return *s1 - *s2;
}

int main()
{
	char* p = "abcdef";
	char* q = "abb";
	int ret = strcmp(p, q);

	if (ret > 0)
	{
		printf("p > q\n");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("p < q\n");
	}
	else
	{
		printf("p == q\n");
	}

	return 0;
}

?五.strncpy——字符串拷贝(字符数)

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

strncpy的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdefghi";
	char arr2[] = "qwer";
	strncpy(arr1, arr2, 2);
	printf("%s\n", arr1);//qwcdef
	strncpy(arr1, arr2, 6);
	printf("%s\n", arr1);//qwcdef
	return 0;
}

?

• 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?

六. strncat——字符串追加(字符数)

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

strncat的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int  main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "world";
	strncat(arr1, arr2, 5);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

?strncat的特殊使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int  main()
{
	char arr1[20] = "abcdef";
	strncat(arr1, arr1, 7);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

• 从上面的测试中可以发现：strncat追加字符串时是从\0开始的，它追加自己给自己追加时，不会把\0也追加过去

?七.strncmp——字符串比较(字符数)

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

?strncmp的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char* p = "abcdqf";
	char* q = "abcdef";
	//int ret = strcmp(p, q,4);
	int ret = strncmp(p, q, 5);
	if (ret > 0)
	{
		printf(">");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("<");
	}
	else
	{
		printf("=");
	}
	return 0;
}

• ?在上面的代码中如果变成比较4个字符的话，就是=

补充：那两组库函数有许多共同点，比如返回值是无符号

八.strstr——字符串查找

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

?strstr的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdef";
	char arr2[] = "abc";
	//char arr2[] = "bbc";
	
	//在arr1中查找是否包含arr2数组
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	if (ret == NULL)
	{
		printf("没找到\n");
	}
	else
	{
		printf("找到了：%s\n", ret);
	}
	return 0;
}

• ?对于返回值的描述：返回指向 str2 中指定的整个字符序列的第一次出现在 str1 中的指针，如果 str1 中不存在该序列，则为空指针。

strstr的模拟实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	const char* s1 = NULL;
	const char* s2 = NULL;
	const char* cp = str1;

	if (*str2 == '\0')
	{
		return (char*)str1;
	}

	while (*cp)
	{
		s1 = cp;//回到下一位，在进行比较
		s2 = str2;//回位，比较
		//abbbcdef      abbbcdef         abbbcdef
		//bbc            bbc               bbc
		while (*s1 && *s2 && (*s1 == *s2))
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			//返回指向 str2 中指定的整个字符序列的第一次出现在 str1 中的指针
			return (char*)cp;
		}
		cp++;
	}

	return NULL;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdef";
	//char arr2[] = "abc";
	char arr2[] = "bbc";
	
	//在arr1中查找是否包含arr2数组
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	if (ret == NULL)
	{
		printf("没找到\n");
	}
	else
	{
		printf("找到了：%s\n", ret);
	}
	return 0;
}

?

• 上面是我做的一个gif小动画，第一次做花了好久了，
• 在模拟实现strstr时需要，考虑出现重复的情况，顺便一提：KMP - 字符串查找算法！，效率比我写的这个还更高
• 程序运行的结果是：找到了：bbcdef

九.strtok——字符串分割函数

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

strtok的介绍

1. sep 参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
2. 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。?
3. 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。）
4. 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。
5. 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
6. 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

strtok的返回值的描述

如果找到标记，则指向标记开头的指针。 否则为空指针。 当正在扫描的字符串中到达字符串结尾（即空字符）时，始终返回空指针。

strtok的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int main()
{
	char arr[] = "zpw@bitedu.tech hehe";
	char* p = "@. ";//分隔符的集合
	char tmp[30] = { 0 };
	strcpy(tmp, arr);//临时拷贝
	//zpw\0bitedu\0tech\0

	char* ret = NULL;

	for (ret = strtok(tmp, p); ret != NULL; ret=strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", ret);
	}
	return 0;
}

• ?strtok的使用较少，了解即可

十.strerror

char * strerror ( int errnum );

• 返回错误码，所对应的错误信息。

strerror的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("%s\n", strerror(errno));
		return 1;
	}
	fclose(pf);
	pf = NULL;
	return 0;
}

• ?使用库函数的时候，调用库函数失败的是，都会设置错误码

这里可以查看一下几个错误码?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	printf("%s\n", strerror(0));
	printf("%s\n", strerror(1));
	printf("%s\n", strerror(2));
	printf("%s\n", strerror(3));
	printf("%s\n", strerror(4));
	printf("%s\n", strerror(5));
	return 0;
}

strerror的补充?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
int main()
{
	//打开文件失败的时候，会返回NULL
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//读文件
	//0   "no error"
	if (pf == NULL)
	{
		//printf("%s\n", strerror(errno));
		perror("fopen");
		return 1;
	}
	fclose(pf);//关闭文件
	pf = NULL;
	return 0;
}

• ?这段代码中用了perror这个库函数，它也是打印错误码的，
• perror打印出来的错误码更清晰，明了，

字符转化函数

一.islower——判读小写字符

int ?islower?( int c)

?islower的使用

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char ch = 'a';
	char tb = 'A';

	int ret = islower(ch);
	printf("%d\n", ret);
	printf("%c\n", ch);

	ret = islower(tb);
	printf("%d\n", ret);
	printf("%c\n", tb);

	return 0;
}

• ?islower的返回值描述：如果是大写字符返回非0的值，如果不是大写字符，返回0

二.isupper

int isupper ( int c ); ?

isupper的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char arr[20] = { 0 };
	scanf("%s", arr);
	int i = 0;
	while (arr[i] != '\0')
	{
		if (isupper(arr[i]))
		{
			arr[i] = tolower(arr[i]);
		}
		printf("%c ", arr[i]);
		i++;
	}
	return 0;
}

• ?这里我顺便把tolower也使用了一下，tolower这个库函数是将大写字符转换成小写字符
• isupper的返回值描述：如果是大写字符返回非0的值，如果不是大写字符，返回0

其他的我就不介绍了，了解即可

内存函数

一.memcpy——内存拷贝

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

memcpy的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//01 00 00 00 02 00 00 00 ...
	int arr2[20] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1));
	return 0;
}

• ?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。

注：如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。?

memcpy的模拟实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;//记录起始地址
	assert(dest && src);
	while (num--)//4 3 2 1
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//01 00 00 00 02 00 00 00 ...
	int arr2[20] = { 0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1));
	return 0;
}

• void*能接受任意指针，但是它并不能直接接引用，所以这里把它强制类型转换成char*使其一个字节一个字节的访问，

?memcpy的坑点

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memcpy(arr1+2, arr1, 20);
	return 0;
}

• memcpy自己拷贝自己的时候，?源头和目的地有重叠的部分，是拷贝不成功的
• 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

注：如果你自己在vs2019中测试的时候发现，memcpy能拷贝有重叠的情况，别慌

只是在vs2019中成功了，并不保证所以的编译器都能成功，

C语言标准规定：当memcpy自己拷贝自己的时候，有重叠的部分，是拷贝不成功的

?二.memmove——内存复制

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

memmove的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//               1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
	memmove(arr1+2, arr1, 20);
	return 0;
}

• 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的模拟实现

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	//assert(dest && src);

	if (dest < src)
	{
		//前->后
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		//后->前
		while (num--)//19
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}

int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//               1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
	my_memmove(arr1+2, arr1, 20);
	return 0;
}

第一种情况? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第二种情况? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第三种情况

?上面代码的理论原理：

三.memcmp——内存比较

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

memcmp的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//memcmp - 内存比较
int main()
{
	float arr1[] = { 1.0, 2.0,3.0,4.0 };
	float arr2[] = { 1.0, 3.0 };
	int ret = memcmp(arr1, arr2, 4);
	printf("%d\n", ret);

	ret = memcmp(arr1, arr2, 6);
	printf("%d\n", ret);

	ret = memcmp(arr1, arr2, 8);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

• ?memcmp与strcmp的使用方法很像，原理也很像，返回值也很像
• memcmp与strcmp的不同：strcmp只能比较字符串，而memcmp能比较任意类型，
• memcmp主要比较的是两个的内存

四.memset——内存设置

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

memset的使用?

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	//40
	int arr[10] = { 0 };//20
	memset(arr, 1, 20);//以字节为单位设置内存的
	//01 00 00 00
	//01 01 01 01
	return 0;
}

• ?memset是一个字节一个字节的设置成使用者想要内容

这里我推荐一个查看库函数的网站：cplusplus.com - The C++ Resources Network

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本章完?