零基础自学C语言|字符函数和字符串函数

在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了方便操作字符和字符串，C语言标准库中提供了一系列库函数，接下来我们就学习一下这些函数。

📌字符分类函数

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

这些函数的使用方法非常类似，我们就讲解一个函数的事情，其他的非常类似：

int islower(int c)

islower是能够判断参数部分的 c 是否是小写字母的。
通过返回值来说明是否是小写字母，如果是小写字母就返回非0的整数，如果不是小写字母，则返回0。

练习：
写一个代码，将字符串中的小写字母转大写，其他字符不变。

参考代码：

int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	while (str[i])
	{
		if (str[i] >= 97 && str[i] <= 123)
		{
			str[i] -= 32;
		}
		i++;
	}
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

也可以用islower解决：

int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	while (str[i])
	{
		if (islower(str[i]))
		{
			str[i] -= 32;
		}
		i++;
	}
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

📌字符转换函数

C语言提供了两种字符串转换函数：

	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

上面的代码，我们将小写转大写，是-32完成的效果，有了转换函数，就可以直接使用 tolower 函数。

int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	char c = 0;
	while (str[i])
	{
		 c = str[i];
		if (islower(str[i]))
		{
			c = toupper(c);
		}
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}

📌strlen函数实现：

strlen的语法形式：

size_t strlen(const char* str);

strlen语法的函数实现：

方法一（计数器）：

size_t my_strlen(const char* str)
{
	size_t i = 0;
	while (*(str + i))
	{
		i++;
	}
	return i;
}



int main()
{
	char a[] = "abcdefg";
	printf("%zd", my_strlen(a));
	return 0;
}

方法二（函数回调）：

size_t my_strlen(const char* str)
{
	if (*str == '\0')
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1 + my_strlen(str + 1);
	}
}



int main()
{
	char a[] = "abcdefg";
	printf("%zd", my_strlen(a));
	return 0;
}

方法3（指针）：

size_t my_strlen(char* str)
{
	char* p = str;
	while (*p != '\0')
	{
		p++;
	}
	return p - str;

}



int main()
{
	char a[] = "abcdefg";
	printf("%zd", my_strlen(a));
	return 0;
}

📌strcpy的应用和模拟实现

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

• 将指向的 C 字符串复制到目标指向的数组中，包括空指针
• 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。
• 目标空间必须可修改。
• 学会模拟实现。

📍strcpy的应用：

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

运行结果：

📍strcpy的模拟运行：

char* my_strcpy(char* des, const char* sou)
{
	char* p = des;

	assert(des != NULL);
	assert(sou != NULL);

	while (*des++ = *sou++)
	{
		;
	}
	return p;
}


int main()
{
	char arr1[20] = { "xxxxxxxxxxxxxxxxxxx"};
	char arr2[] = { "hello world" };
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

运行结果：

 📌strcat的应用和模拟实现

• 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。
• 目标字符串中也得有\0，否则没办法知道追加从哪里开始。
• 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？

📍strcat的应用：

int main()
{

	char a[20] = { "hello " };
	char b[] = { "world" };

	strcat(a, b);
	printf("%s\n", a);

	return 0;
}

📍strcat的模拟实现：

char* my_strcat( char* des, char* sou)
{
	char* p = sou;

	while (*des)
	{
		des++;
	}
	while (*des++=*sou++)
	{
		;
	}
	return sou;

}



int main()
{

	char a[20] = { "hello " };
	char b[] = { "world" };

	my_strcat(a, b);
	printf("%s\n", a);

	return 0;
}

运行测试：

📌strcmp应用和的模拟实现

• 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
• 那么如何判断两个字符串？ 比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小。

📍strcmp的应用举例：

int main()
{

	char a[] = { "abcde" };
	char b[] = { "abcdf" };

	int c = strcmp(a, b);
	if (c > 0)
	{
		printf("大");
	}
	else if (c < 0)
	{
		printf("小");
	}
	else
	{
		printf("一样大");
	}
	return 0;
}

运行结果：

📍strcmp函数的模拟实现：

nt my_strcmp(char* a, char* b)
{
	while (*a++ == *b++)
	{
		;
	}
	return a - b;
}

int main()
{

	char a[] = { "abcde" };
	char b[] = { "abcdf" };

	int c = my_strcmp(a, b);
	if (c > 0)
	{
		printf("大");
	}
	else if (c < 0)
	{
		printf("小");
	}
	else
	{
		printf("一样大");
	}
	return 0;

运行结果：

📌strstr的使用和模拟实现

Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.（函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置）。
The matching process does not include the terminating null-characters, but it stops there. (字符串的比较匹配不包含\0字符，以\0 作为结束标志）。

📍应用举例：

int main()
{

	char a[] = {"abcdefg"};
	char b[] = { "def" };
	char* pc = strstr(a, b);
	strncpy(pc, "daf", 3);
	printf("%s", a);

	return 0;
}

运行结果：

📍模拟实现：

char* my_strstr(char* a, char* b)
{
	char* ret = a;
	char* b1 = b;
	while (*ret)
	{
		char* a1 = ret;
		while (*a1 == *b1&&*a1)
		{
			
			a1++;
			b1++;
			if (!*b1)
			{
				return ret;
			}

		}
		ret++;
	}
	return NULL;
}

int main()
{

	char a[] = { "abcdefg" };
	char b[] = { "abcdefg" };

	char* pc = my_strstr(a, b);

	strncpy(pc, "daf", 3);
	printf("%s", a);

	return 0;

运行结果：

📌strtok 函数的使用

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

• sep参数指向一个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
• 路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。
• 路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NUL，找到stt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。

📍应用举例：

int main()
{
	char a[] = { "acb.528*890@.com" };
	char b[] = { ".@*" };
	char* ret = NULL;

	for (ret = strtok(a, b); ret; ret = strtok(NULL, b))
	{
		printf("%s\n", ret);
	}
	return 0;
}

📌strerror函数的使用

char* strerror(int errnum);

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。strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。

📍strerror的应用举例：

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

📍运行结果：