C语言字符函数和字符串函数及内存函数详解（干货小知识：常用函数的模拟实现）

于 2024-05-14 14:55:00 发布
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分类专栏： 程序员 文章标签： 大数据 面试 学习
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size\_t strlen(const char \* str);
  • 字符串以'\0'作为结束标志，strlen函数返回的是当前字符串中'\0'之前出现的字符个数('\0'不记录个数中)。
  • 参数指向的字符串必须要以'\0'结束。
  • 注意函数的返回值是size_t,它是无符号的。（牢记）
  • strlen的使用需要包含头文件<string.h>
  • 掌握strlen函数的模拟实现
2.1.1 strlen函数的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	const char\* s1 = "hello world";
	const char\* s2 = "hello";
	if (strlen(s2) - strlen(s1) > 0)
	{
		printf("s2 > s1\n");
	}
	else
	{
		printf("s1 > s2\n");
	}
	return 0;
}

运行结果：在这里插入图片描述
分析：为什么s2会大于s1？其实在前面已经说过了，strlen返回值类型是size_t，是无符号整型,两个无符号整型相减得出来的值如果是负数会进行变量提升为正数，所以上述运行结果会出现：3-6=3的情况。

2.1.2 strlen函数的模拟实现

现在我们可以模拟实现strlen函数：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//方式一：指针 - 指针方式实现
int MyStrlen1(const char\* str)
{
	assert(str);
	char\* p = str;
	while (\*p != '\0')
	{
		p++;
	}
	return p - str;
}

//方式二：计数器的方式实现
int MyStrlen2(const char\* str)
{
	int count = 0;
	while (\*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

//方式三：函数调用方式（不创建临时变量的计数器方式）
int MyStrlen(const char\* str)
{
	assert(str);
	if (\*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + MyStrlen(str + 1);
}

int main()
{
	char arr[] = "hello world";
	int ret = MyStrlen(arr);
	printf("ret = %d\n", ret);

	return 0;
}

2.2 strcpy函数

函数原型：

char\* strcpy(char \* destination, const char \* source);
  • 源字符必须以'\0'结束。
  • 会把源字符串中的'\0'拷贝到目标空间。
  • 目标空间的容量要足够大，确保能把源字符串都存放进去。
  • 目标空间必须可以修改。
  • 掌握模拟实现
2.2.1 strcpy函数的使用

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str1[] = "hello abc";//源字符串
	char str2[20] = { 0 };//拷贝到的目标空间
	char\* ret = strcpy(str2, str1);
	printf("%s\n", ret);

	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

2.2.2 strcpy函数的模拟实现
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char\* MyStrcpy(char\* dest, const char\* src)
{
	assert(src && dest);
	char\* ret = dest;
	while (\*src != '\0')
	{
		\*dest = \*src;
		dest++;
		src++;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[20] = { 0 };
	char\* ret = MyStrcpy(arr2, arr1);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

2.3 strcat函数

函数原型：

char \* strcat(char\* destination,char source);
  • 源字符串必须以'\0'结束。
  • 目标字符串中也要有'\0'，否则我们不知道从哪开始追加。
  • 目标空间容量要足够大，能够存放源字符串的内存。
  • 目标空间必须可以修改。
  • 字符串是否可以字节给自己追加？
2.3.1 strcat函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = " hello abcdef";
	char arr2[20] = "world";
	char\* ret = strcat(arr2, arr1);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

2.3.2 strcat函数的模拟实现

例如；

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
char\* MyStrcat(char\* dest, const char\* src)
{
	assert(dest && src);
	char\* ret = dest;
	while (\*dest != '\0')
	{
		dest++;
	}
	while (\*dest++ = \*src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

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

2.4 strcmp函数

函数原型：

char\* strcmp(const char\* str1,const char\* str2);
  • 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；
    • 第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字；
    • 第一个字符串等于第二个字符串，则返回0；
    • 字符串的大小如何比较的？比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小。
2.4.1 strcmp函数的使用

举例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcd";
	char arr2[] = "abcg";
	int ret = strcmp(arr1, arr2);
	printf("ret = %d\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：在这里插入图片描述

2.4.2 strcmp函数的模拟实现
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int MyStrcmp(const char\* str1, const char\* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (\*str1 == \*str2)
	{
		if (\*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	if (\*str1 > \*str2)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return -1;
	}
}
	
int main()
{
	char arr1[] = "abcg";
	char arr2[] = "abcd";
	int ret = MyStrcmp(arr1, arr2);
	printf("ret = %d\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

strcpy、strcat 、strcmp 函数称为长度不受限的字符串函数（不安全）.
strncpy、strncat、strncmp函数称为长度受限制字符串函数（相对安全）.

接下来我们学习长度受限制的字符串函数.

2.5 strncpy函数

函数原型：

char \* strncpy(char\* destination, const char\* source,size\_t num);
  • 从源字符串 拷贝num个 字符到目标空间。
  • 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。
2.5.1 strncpy函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdefg";
	char arr2[20] = { 0 };
	char\* ret = strncpy(arr2, arr1, 5);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

2.6 strncat函数

函数原型：

char\* strncat(char \* destination,const char\* source,size\_t num):
  • 将source指向的字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，在追加一个'\0'字符。
  • 如果源字符串的长度小于num，则拷贝完字符串之后，在目标的后面追加0,直到num个。
2.6.1 strncat函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdefg";
	char arr2[20] = "hello ";
	char\* ret = strncat(arr2, arr1, 3);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：在这里插入图片描述

2.7 strncmp函数

函数原型：

int strncmp(const char\* str1, const char\* str2,size\_t num);
  • 比较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续向后比较，最多比较num个字符，如果提前比较出来，就提前结束。
  • 比较结果
    • str1 > str2，返回大于0的数
    • str1 < str2，返回小于0的数
    • str1 == str2，返回0
2.7.1 strncmp函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcd";
	char arr2[20] = "abbe ";
	int ret = strncmp(arr1, arr2, 3);
	printf("ret = %d\n", ret);
	return 0;
}

运行结果：在这里插入图片描述

2.8 strstr函数

函数原型：

char \* strstr(const char \* str1, const char \* str2);
  • 函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置。
  • 字符串的比较匹配不包含'\0'字符，以'\0'作为结束标志。
2.8.1 strstr函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "I have an pear and it was very sweet";
	char\* ret;
	ret = strstr(arr1, "pear");
	printf("%s\n", ret);
	printf("------------\n");
	//查找并替换
	strncpy(ret, "peach", 5);//这里的5是指拷贝的字符个数
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

2.8.2 strstr函数的模拟实现

分析函数：
在这里插入图片描述

实现：

#include <stdio.h>
char\* MyStrstr(const char\* str1, const char\* str2)
{
	const char\* s1 = NULL;
	const char\* s2 = NULL;
	const char\* cur = str1;
	if (\*str2 == NULL)
		return str1;
	while (\*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = (char\*)str2;
		while (\*s1 != '\0' && \*s2 != '\0' && \*s1 == \*s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (\*s2 == '\0')
		{
			return (char\*)cur;
		}
		cur++;
	}
	return NULL;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcdabbbdg";
	char arr2[] = "bd";
	char\* ret = MyStrstr(arr1, arr2);
	if (ret == NULL)
		printf("找不到\n");
	else
		printf("%s\n",ret);
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

2.9 strtok函数

函数原型：

char \* strtok(char \* str,const char \* sep);
  • sep参数指向第一个字符串，定义了用作分隔符的字符集合。
  • 第一个参数指定一定字符串，它包含了0个或多个由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。（注意：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，并且可以修改）。
  • 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。
  • stroke函数的第一个参数为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改的标记，则返回NULL指针。
2.9.1 strtok函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdefg@qq.com";
	char arr2[] = "@.";
	char tmp[20] ={0};
	strcpy(tmp,arr1);
	char\* ret = NULL;
	//非常巧妙的写法
	for (ret = strtok(tmp, arr2); ret != NULL ; ret = strtok(NULL, arr2))
	{
		printf("%s\n", ret);
	}

	//char\* s1 = strtok(arr1, arr2);
	//char\* s2 = strtok(NULL, arr2);
	//char\* s3 = strtok(NULL, arr2);
	//printf("%s\n", s1);
	//printf("%s\n", s2);
	//printf("%s\n", s3);
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述
这里ret = strtok(tmp,arr2);只会执行一次，如果后面还有字符串就把一个参数改成NULL，再进行分割.

2.10 strerror函数

函数原型：

char \* strerror(int errnum);
  • strerror函数可以把参数部分错误码对应的错误信息地址返回来。
  • 不同的系统和C语言标准库的的实现中都规定了一些错误码，一把是放在errno.h这个头文件中说明的，C语言程序启动的时候会使用一个全局变量error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。
  • 当我们使用标准库中的函数时发生了某种错误，就会将对应的错误码，存放在errno中，但只给我们一个错误码我们并不知道是啥意思，所以每个错误码都有对应的错误信息。strerror函数可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。
2.10.1 strerror函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d : %s\n",i, strerror(i));
	}
	return 0;
}

运行结果（Windows 11+VS2022环境下输出）：
在这里插入图片描述
例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	FILE\* pf = fopen("test.txt", "r");
	if (pf == NULL)
	{
		printf("current error message:%s\n", strerror(errno));
	}
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

perror函数：可以直接将错误信息打印出来。perror函数打印完参数部分的字符串后，还会再打印一个冒号和一个空格，然后再打印错误信息。
例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	FILE\* pf = fopen("test.txt","r");
	if (pf == NULL)
	{
		perror("current error message");
	}
	return 0;
}

运行结果：
在这里插入图片描述

3.C语言内存函数

3.1 memcpy函数

memcpy函数的功能：从suc中拷贝num个字节到目前des中。
函数原型：

void \* memcpy(void \* destination, const void \* source,size\_t num);

参数：
void* dest ：表示指向目标区域的指针
void* suc ：表示指向源区域的指针
size_t num：表示要复制的字节数
返回值：返回指向目标内存区的指针

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运行结果：
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3.C语言内存函数

3.1 memcpy函数

memcpy函数的功能：从suc中拷贝num个字节到目前des中。
函数原型：

void \* memcpy(void \* destination, const void \* source,size\_t num);

参数：
void* dest ：表示指向目标区域的指针
void* suc ：表示指向源区域的指针
size_t num：表示要复制的字节数
返回值：返回指向目标内存区的指针

[外链图片转存中…(img-kmtLJeS6-1715669677706)]
[外链图片转存中…(img-MQDbb4mv-1715669677706)]
[外链图片转存中…(img-D2UYL7Mu-1715669677707)]

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