（C语言）字符函数和字符串函数（超级详解）

无敌暴龙战神！

已于 2024-04-27 20:59:56 修改

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分类专栏： c语言文章标签： c语言开发语言

于 2024-04-24 00:21:26 首次发布

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开门见山，直接进入讲解。

一：字符串函数：

字符串函数有：

strcpy strcat strcmp

strncpy strncat strncmp //第二行的函数近比第一行的函数都多加一个n,它们的使用方法也相似

strlen strstr strtok strerror

1.strlen函数

函数原型：size_t strlen(const char *str);

头文件：string.h

功能：计算给定字符串（const char *str）的长度，不包括'\0'在内。

返回值：返回字符串的长度，返回值为size_t类型

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
   char arr[]="abcdef";//创建字符串arr
   printf("%d",strlen(arr));//打印arr的长度

   return 0;
}

接下来我们来尝试模拟strlen的实现，来增强我们对函数的掌握。

模拟strlen函数

可以用三种方式来模拟实现strlen函数。

第一种方法：计数器方式

1.计数器方式
int my_strlen(const char* arr)
{
   assert(arr);//判断arr是否为野指针
   int count=0;//创建变量count来计数
   while (*arr++)//当字符串循环到'\0'时停下来，此时count就是字符串的长度
   {
	 count++;
   } 
   return count；//返回count的值
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdefghijk";//创建字符串arr
	int ret=my_strlen(arr);//创建一个函数，参数为字符串首地址，返回值为int
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

第二种方法：递归方式(不会递归的话可以不选择这种方式)

int my_strlen(char* arr)
{
   assert(arr);
   if (*arr == '\0')
   {
	return 0;
   }
    else
	return 1 + my_strlen(arr + 1);
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdefghijk";
	int ret=my_strlen(arr);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

第三种方法：指针减去指针的方式

int my_strlen(char* arr)
{
    assert(arr);
	char* pt = arr;
	while (*arr++)//当循环到'\0'时停止，此时的arr指向的是'\0'的下一位
		;	
    return arr-1 - pt;//因此应该先减去1后再减去首地址，得到的字符尾部相对于字符首地址的偏移量。
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdefghijk";
	int ret=my_strlen(arr);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

当然，不管这三种用哪种方式，最终程序运行的结果都会是：

strlen函数讲解结束。

2.strcpy函数

函数原型：char *strcpy(char* dest, const char *src);

头文件：#include <string.h>

功能：把从src地址开始且含有结束符的字符串复制到以dest指向的地址空间

返回值：字符串dest的地址

注意：src和dest所指内存区域不可以重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。

返回指向dest的指针。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
//strcpy使用
  int main()
{
	char arr1[20] = "abcdefg";
	char arr2[] = "hijklm"; 
    strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

运行结果：

我们可以看到原先arr1中的字符串内容已经全部被 arr2所替换。

在知道了如何使用strcpy后，我们来尝试一下模拟strcpy函数功能的实现。

#include<stdio.h>
char* my_strcpy(char* arr1, char* arr2)
{
	char* pa = arr1;//把arr1的首地址存在pa中
	while (*arr1++ = *arr2++)当(*arr2)为'\0'时，赋给(*arr1)后循环会停止，此时arr1的长度和内容就 
                                                                       和arr2一样了。
		;
	return pa;//返回pa(arr1)的地址
}
int main()
{
	char arr1[20]="xxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "abcdefg";
	char*p=my_strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s", p);//打印被覆盖后的字符串arr1

	return 0;
}

运行结果：

strcpy函数的讲解结束。

3.strcat函数

函数原型：extern char *strcat(char *dest, const char *src);

头文件：string.h

功能：把src所指向的字符串（包括“\0”）复制到dest所指向的字符串后面（删除*dest原来末尾的“\0”）。*src中原有的字符不变。返回指向dest的指针。

返回值：指向字符串dest地址的指针

注意：src和dest所指内存区域不可以重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdefg";
	char arr2[] = "hijklmn";
	strcat(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

运行结果：

在知道strcat函数如何使用后，我们来尝试模拟strcat函数功能的实现。

#include<stdio.h>
char* my_strcat(char* arr1, char* arr2)
{
	char* pa = arr1;
	while (*++arr1)//当*arr1为'\0'时循环停止
		;
	while (*arr1++ = *arr2++)//用循环把*arr2的值一个个赋给*arr1，直到*arr2为'\0'时停止循环
		;
	return pa;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdefg";
	char arr2[] = "hijklmn";
	char* p = my_strcat(arr1, arr2);
	printf("%s", p);

	return 0;
}*/

运行结果：

strcat函数讲解结束。

4.strcmp函数

函数原型：extern int strcmp(const char *s1,const char *s2);

头文件：string.h

功能：比较s1字符串和s2字符串，两个字符串自左向右逐个字符相比（按ASCII值大小相比较），直到出现不同的字符或遇'\0'为止。

返回值：

当s1<s2时，返回为负数；

当s1=s2时，返回值为0；

当s1>s2时，返回正数。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[]="abcdef";
  char arr1[]="abcdes";
  int ret=strcmp(arr,arr1);
  if(ret>0)
  printf("arr>arr1");
  else if(arr<0)
  printf("arr<arr1");
  else
  printf("arr==arr1"); 

  return 0;
}

在这里不展示运行结果了，如果感兴趣可以自己尝试。

在了解strcmp如何使用后，我们可以尝试模拟strcmp的功能实现。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strcmp(char* arr1, char* arr2)
{
	assert(arr1 && arr2);//判断指针是否为野指针
	while (*arr1++ == *arr2++)//如果在循环过程中arr1！=arr2，则跳出循环执行return。
	{
		if (*arr1 == '\0')如果在循环过程中arr1为'\0',则arr2也为'\0',则直接返回0.
		{
			return 0;
		}
	}
	return *(arr1 - 1) - *(arr2 - 1);
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcde";
	char arr2[] = "abcd";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d", ret);

	return 0;
}

运行结果：

strcmp函数讲解结束。

5.strncpy函数

函数原型：char *strncpy(char *destinin, char *source, int n);

头文件：string.h

功能：把source指向的字符串的前n个字符（不包括\0，\0得自己手动加在*destin被复制之后）复制到destin指向的字符串中。如果要复制的*source的部分有\0，就把\0复制进去，之后就提前结束，即使没复制到第n个字符也是。

返回值：指向destin的地址的指针

注意：如果复制source的n个字符不含NULL字符，则结果不会以NULL字符结束,会导致为乱码。因此，如果不考虑source串复制完整性，可以将destin 最后一字符置为'\0'。

如果n > destin串长度，destin栈空间溢出产生崩溃异常。

综上，一般情况下，使用strncpy时，建议将n置为destin串长度，复制完毕后，为保险起见，将destin串最后一字符置NULL，避免发生输出乱码问题。当然喽，无论是strcpy还是strncpy，保证destin串容量(能容纳下source串）才是最重要的。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcde";
	char arr2[] = "xxxxx";
	strncpy(arr1, arr2, 4);
	printf("%s", arr1);

	return 0;
}

运行结果：

在知道如何使用strncpy后，我们模拟一下strncpy函数的功能实现来加深理解。

char* my_strncpy(char* arr2, const char* arr1, int sz)
{
	char* pa = arr2;
	while (sz--)
	{
		*arr2++= *arr1++;
	}
	return pa;
}
int main()
{
	int sz = 0;
	char arr1[] = "abcdefghijk";
	char arr2[20] = { 0 };
	scanf("%d", &sz);
	char* p = my_strncpy(arr2, arr1, sz);
	printf("%s", p);

	return 0;
}

因为代码比较简单易懂，因此没有添加注释。strncpy函数讲解结束。

6.strncat函数

函数原型：char * strncat(char *dest, const char *src, size_t n);

头文件：string.h

功能：把src所指字符串的前n个字符添加到dest所指字符串的结尾处，并覆盖dest所指字符串结尾的'\0'，从而实现字符串的连接

返回值：指向dest的地址的指针

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[10] = "abcde";
	char arr2[] = "fgh";
	strncat(arr1, arr2, 2);
	printf("%s", arr1);

	return 0;
}

运行结果：

学会如何使用strncat函数后，我们来尝试模拟实现strncat函数的功能。

代码示例：

char* my_strncat(char* arr1, const char* arr2, int sz)
{
	char* pa = arr1;
	while (*++arr1)//当arr1为'\0'时循环停止
		;
	while (sz--)
	{
		*arr1++ = *arr2++;//把arr2中sz个字符衔接到arr1的后面，覆盖住'\0'.
	}
	return pa;
}
int main()
{
	int a = 0;
	char arr1[20] = "abcde";
	char arr2[] = "fghijk";
	scanf("%d", &a);
	char* p = my_strncat(arr1, arr2, a);
	printf("%s\n", p);

	return 0;
}

运行结果：

strncat函数讲解结束。

7.strncmp函数

函数原型：int strncmp(const char *str1, const char *str2, size_t n）

头文件：string.h

功能：用来比较s1和s2字符串的前n个字符。如果两个字符串相等的话，strncmp将返回0。如果s1是s2的一个子串的话，s1小于s2。

返回值：返回指向str1的地址

由于strcmp与strncmp的使用用法与模拟实现方法极其相似，只是多了选择比较字符数量的功能，因此，在此处不再详细讲解。

8.strstr函数

函数原型:extern char *strstr(char *str1, const char *str2);

头文件：string.h

功能：返回str1字符串中首次出现子串（str2）的地址。

返回值：若str2是str1的子串，则返回str2在str1的首次出现的地址；如果str2不是str1的子串，则返回NULL。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[10] = "abcdefg";
	char arr2[] = "def";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	printf("%s", ret);

	return 0;
}

运行结果：

接下来尝试模拟一下strstr函数功能的实现。

#include<stdio.h>
char* my_strstr(const char* arr1, const char* arr2)
{
	const char* s1 = NULL;//创建两个空指针变量s1、s2
	const char* s2 = NULL;
	const char* start = arr1;//把arr1的地址存在start中
	while (*start)
	{
		s1 = start;//再把start里存的地址赋给s1
		s2 = arr2;//把arr2的地址赋给s2
		while(*s1!='\0'&& *s1 == *s2)当循环停下时，说明*s1不等于*s2，或者*s1等于'\0'
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')此时判断s2是否等于'\0'
		{
			return (char*)start;//如果等于则返回此时start指向的arr1的地址
		}
		start++;如果不等于则start（arr1)++,继续判断
	}
	return NULL;当没有在arr1中找到arr2时，则返回NULL

}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdefghk";
	char arr2[] = "cdefg";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret == NULL)
	{
		printf("找不到");
	}
	else
	printf("%s", ret);

	return 0;
}

strstr的模拟有点困难，需要画图+看代码来理解。

9.strtok函数

函数原型：char *strtok(char*s, const char *delim);

解释：

头文件:string.h

功能：用来将字符串分割成一个个片段。参数s指向欲分割的字符串，参数delim则为分割字符串中包含的所有字符。strtok()在参数s的字符串中发现参数delim中包含的分割字符时,则会将该字符改为\0 字符。

注意：

例如：strtok(123,234,567",")

strtok（）函数第一次调用需设置两个参数。第一次分割的结果，返回串中第一个 ',' 之前的字符串123,也就是上面的程序第一次输出123，再把标记设置为\0.

第二次调用该函数strtok(\0,","),返回第一个NULL后面且下一个','前的字符串234，然后再把第二个标记置为\0

一直调用到字符串中不存在更多的标记。因此想要彻底把字符串分割完需要多次调用strtok

返回值：

从s开头开始的一个个被分割的串。当s中的字符查找到末尾时，返回NULL。

如果查找不到delim中的字符时，返回当前strtok的字符串的指针。

所有delim中包含的字符都会被滤掉，并将被滤掉的地方设为一处分割的节点。

代码示例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	//strtok使用
	const char str[] = "aaa-bbb-ccc@";
	const char s[] = "-@";
	char* p = NULL;
	for (p = strtok(str, s); p != NULL; p = strtok(NULL, s))
	{
		printf("%s\n", p);
	}
    return 0；
}

10.strerror

函数原型：char * strerror ( int errnum );

errnum为错误码

头文件：string.h和errno.h

功能：strerror函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回来。在不同的系统和C语言标准库的实现中都规定了一些错误码，⼀般是放在 errno.h 这个头⽂件中说明的，C语言程序启动的时候就会使⽤⼀个全⾯的变量errno来记录程序的当前错误码，只不过程序启动的时候errno是0，表示没有错误，当我们在使用标准库中的函数的时候发生了某种错误，就会讲对应的错误码，存放在errno中，而⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是有对应的错误信息的。

返回值：strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。

函数示例：

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

int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
	printf("%s\n", strerror(i));
}
return 0;
}

使用结果：

至此，字符串函数全部讲解完毕。

二：字符函数

C语言中有⼀系列的函数是专门做字符分类的，也就是⼀个字符是属于什么类型的字符的。这些函数的使用都需要包含⼀个头文件是ctype.h

1.字符分类函数

2.字符转换函数

C语言提供了两个字符转换函数：

int tolower ( int c ); //将参数传进去的大写字母转小写

int toupper ( int c ); //将参数传进去的小写字母转大写

我们可以联立字符分类函数和字符转换函数写一个代码：

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	char arr[] = "abcdefg";
	char arr1[] = "JFDKSKJ";
	while ( arr[i])
	{
		if (islower(arr[i]))//判断是否为小写
		{
			int c = toupper(arr[i]);//利用toupper函数将小写转换为大写
			putchar(c);
		}
		i++;
	}
	printf("\n");
	while (arr1[j])
	{
		if (isupper(arr1[j]))//判断arr1是否为大写
		{
			int a = tolower(arr1[j]);//利用tolower函数将大写转换为小写
			putchar(a);
		}
		j++;
	}

	return 0;
}

运行结果：