字符串函数和内存函数

已于 2024-03-06 21:58:16 修改
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文章标签： c语言
于 2024-03-06 21:55:55 首次发布
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2302_80455544/article/details/136355434
本文详细介绍了C语言中的字符串函数如strlen、strcpy、strcat、strcmp、strncpy、strstr、strtok以及内存函数如memset、memcmp、memcpy和memmove的原理和模拟实现。通过实例演示了这些函数的用法及其潜在问题，如内存覆盖和重叠区域的处理。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

文章目录

字符串函数

strlen函数

size_t strlen ( const char * str );
返回值是size_t
头文件——#include<string.h>
计算字符串的长度
不包括\0

模拟实现

计数器

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	size_t count = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;

	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = { "abcdefg" };
	size_t n = my_strlen(arr);
	printf("%u\n", n);
	return 0;
}

指针-指针

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	char* p = str;
	while (*p!='\0')
	{
		p++;

	}
	return p - str;
}

int main()
{
	char arr[] = { "abcdefg" };
	size_t n = my_strlen(arr);
	printf("%u\n", n);
	return 0;
}

递归

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str+1);
	
}
int main()
{
	char arr[] = { "abcdefg" };
	size_t n = my_strlen(arr);
	printf("%u\n", n);
	return 0;
}

strcpy函数

char * strcpy ( char * destination, const char * source );
dst是目标空间，src是要复制的内容
拷贝内容到指定对象中
要确保指定对象有足够大的空间去容纳，否则可能会导致缓冲区溢出
目标空间必须可修改，不可以是常量字符串；
源字符串必须以\0结束
复制会把src指向的字符串包括\0复制过去

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);//确保不是野指针
	char* dest_ptr = dest;//初始化目标字符串的指针
	//遍历源字符串
	while (*src!='\0')
	{
		*dest_ptr++ = *src++;
	}
	//添加空终止字符
	*dest_ptr = '\0';
	return dest;
}

int main()
{
	char src[] = "hahahaha";
	char dest[20];
	my_strcpy(dest, src);
	printf("%s\n", dest);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

strcat函数

追加内容，连接两个字符串
会将src指向的字符串（不包括\0）复制过去
所以不能追加自己本身，会死循环
目标空间足够大
复制完后dest会自动添加’\0’;

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char src[] = "hahahaha";
	char dest[20] = "lololo ";
	strcat(dest, src);
	printf("%s\n", dest);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* dest_end = dest;
	while (*dest_end != '\0')
	{
		 dest_end++;
	}
	while (*src)
	{
		*dest_end++ = *src++;
	}
	*dest_end = '\0';
	return dest;
}
int main()
{
	char src[] = "hahahaha";
	char dest[20] = "yayaya ";
	my_strcat(dest, src);
	printf("%s\n", dest);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

strcmp函数

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
== 返回值==
在这里插入图片描述
比较字符串的大小，逐个逐个比，比较的是ASCII值

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char* p = "abc";
	char* q = "abd";
	int ret=strcmp(p,q);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

#include<string.h>
#include<assert.h>
int main()
{
	char* p = "abcf";
	char* q = "abc";
	int ret=strcmp(p,q);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* s1, char* s2)
{
	assert(s1 && s2);
	while(*s1==*s2)
	{
		if(*s1=='\0')
		return 0;
		s1++;
		s2++;
	}
	/*if (*s1 > *s2)
	{
		return 1;

	}
	else
		return -1;*/
	return *s1 - *s2;
}
int main()  
{
	char* p = "abc";
	char* q = "abd";
	int ret=my_strcmp(p, q);
	/*printf("%d", ret);*/
	if (ret > 0)
	{
		printf("p>q\n");
	}
	else if (ret == 0)
	{
		printf("p=q\n");
	}
	else
	{
		printf("p<q\n");
	}
	return 0;

}

strncpy函数

长度受限制
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
复制完成后dest目标字符串不会自动添加\0;需要手动确保dest以\0结尾
注意
如果src包含空字符，strcpy会停止复制，可能会导致目标字符串没有正确以空字符结尾

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char src[] = "hahahaha";
	char dest[20];
	strncpy(dest, src, 5);
	dest[5] = '\0';
	printf("%s\n", dest);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src,int n)
{
	assert(dest && src);
	char* dest_ptr = dest;
	while ((*src != '\0')&& n>0)
	{
		*dest_ptr++ = *src++;
		--n;
	}
	if (*src == '\0')
	{
		while (n > 0)
		{
			*dest_ptr++ = '\0';
			--n;

		}
	}
	*dest_ptr = '\0';
	return dest;
}

int main()
{
	char src[] = "hahahaha";
	char dest[20];
	my_strcpy(dest, src,5);
	printf("%s\n", dest);
	return 0;
}

strstr函数

const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );
char * strstr ( char * str1, const char * str2 );
字符串查找
用于在字符串中搜索子字符串，并返回子字符串第一次出现的位置。如果找不到子字符串，则返回 false

使用

int main()
{
	const char* p = "abcdff";;
	char* ret=strstr(p, "bcd");
	if (ret != NULL)
	{
		printf("存在");
	}
	else
		printf("不存在");

	return 0;
}

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(const char* s1, const char*s2)//const确保s1.s2不动，刚开始的起始位置不变，要创建新的
{
	assert(s1 && s2);
	const char* str1 = s1;
	const char* str2 = s2;
	const char* p = s1;
	while (*p)
	{
		str1= p;//p赋值给srt1，p就不动先
		str2 = s2;
		while (str1!='\0'&&str2!='\0' && *str1 == *str2)
		{
			str1++;
			str2++;

		}
		if (*str2 == '\0')
		{
			return p;//返回搜索到的起始位置
		}
		p++;

	}
}
int main()
{
	char arr1[] = { "hellowuwen" };
	char arr2[] = { "lo" };
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret == NULL)
	{
		printf("子串不存在\n");

	}
	else
	{
		printf("%s\n",ret);
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

strtok函数

char * strtok ( char * str, const char * delimiters );
delim为分隔符字符（如果传入字符串，则传入的字符串中每个字符均为分割符）
函数返回值：
成功：返回被分割出的字符串
失败：NULL
传入NULL，会在原来保存的位置继续往下找

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	const char* sep = ",.";
	char arr[] = "anfnvbj,nsndu.vns";
	char copy[30] = { 0 };
	strcpy(copy, arr);
	//char* ret = strtok(copy, sep);
	//if(ret!=NULL)
	//printf("%s\n", ret);//有记忆功能，就像static静态变量一样，出了函数变量不销毁，一直都在
	//ret=strtok(NULL, sep);//传NULL是为了继续往下找
	//printf("%s\n", ret);
	//ret = strtok(NULL, sep);
	//printf("%s\n", ret);
	//简化
	char* ret = NULL;
	for (ret = strtok(copy, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", ret); 
	}
	return 0;
}

strerror函数

char * strerror ( int errnum );
返回错误信息
必须包含的头文件include<error.h>
C语言的库函数，返回失败都会设置错误码

使用

举例，打开文件
FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );
一定要有#include<errno.h>

#include<errno.h>
int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.text", "r");//同个文件夹里的相对路径
	if (pf == NULL)
	{
		printf( "%s\n",strerror(errno));
		return 1;

	}
	else
	{

	}
	return 0;
		
}

在这里插入图片描述

内存函数

memset函数

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );
用于将一段内存中的所有字节设置为特定的值。
初始化数组或者内存块
以字节为单位来进行初始化

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr[] = "hello wuwen";
	memset(arr + 6, 'd', 4);
	printf("%s\n", arr);
}

在这里插入图片描述

memcmp函数

int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );
size_t num是要比较的最大字节数
区别strcmp：strcmp只作用与字符串，memcmp作用于任何类型

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 1,4,2 };
	int ret=memcmp(arr1, arr2, 12);
	if (ret < 0)
	{
		printf("arr1<arr2");
	}
	else if (ret == 0)
	{
		printf("arr1=arr2");
	}
	else
		printf("arr1>arr2");

	return 0;
}

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memcpy函数

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num )；
size_t num是要复制的字节数

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int  arr[] = { 1,2,3,4,5 };
	int dest[6] = { 0 };
	memcpy(dest, arr,20);
	for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", dest[i]);
	}
	return 0;
}

但是要在原数组里复制可行吗？
eg：memcpy(arr,arr+2,12)，打印出来是3，4，5，4，5
也就是说在vs里对于内存覆盖的复制是可行的，但实际上呢
我们通过测试会发现，memcpy不能复制源和目标内存区域重叠的数组

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	void* ret = dest;
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest=(char*)dest+1;//dest是void*类型，不能直接解引用，不能直接+-；
		src=(char*)src+1;

	}
	return ret;
	//不能直接return dest，dest已经被++了
	//由于返回是目的的地址，所以要保存一下
}
int main()
{
	int src[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int dest[20] = { 0 };
	my_memcpy(dest, src, 24);
	for (int i = 0; i < 6; i++)
	{
		printf("%d ", dest[i]);
	}
	return 0;
}

测试下能不能复制同内存的
本应该是1 2 1 2 3 4 5 6 9 10
在这里插入图片描述
所以有可能会复制不了，这是从前往后复制的，那从后往前呢？
在这里插入图片描述
是可以的，这就相当于是memmove

memmove函数

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );
memmove很好的解决了memcpy内存覆盖的问题

使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int src[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//int dest[20] = { 0 };
	memmove(src+2, src, 24);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", src[i]);
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

如何实现呢？

在这里插入图片描述

看重叠部分是被拷贝数据的前半部分还是后半部分

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
		void* ret = dest;
		if (dest < src)
		{
			while (num--)
			{
				*(char*)dest = *(char*)src;
				dest = (char*)dest + 1;//dest是void*类型，不能直接解引用，不能直接+-；
				src = (char*)src + 1;
			}
		}
		else
		{
			while (num--)
			{
				*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
			}
		}
		return ret;
}
int main()
{
	int src[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//int dest[20] = { 0 };
	my_memmove(src+2, src, 24);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", src[i]);
	}
	return 0;
}

总结

看完相信你对字符串函数和内存函数有了一定认识，有什么问题欢迎在评论区指出来~
在这里插入图片描述

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