Lesson 18 字符函数和字符串函数1

字符函数

一般需要包含ctype.h，用于字符操作。

字符分类函数

函数名	符合条件就返回真
iscntrl	任何控制字符
isspace	空白字符，包括空格，换页，换行，回车，制表符等
isdigit	十进制0~9
isxdigit	包括十进制数字、小写字母a-f, 大写字母A-F
islower	小写字母a~z
isupper	大写字母A~Z
isalpha	字母
isalnum	字母或者数字
ispunct	标点符号
isgraph	图形字符
isprint	可打印字符，包括图形字符和空白字符

这类函数使用比较简单，仅举例说明：
写一段代码，将字符串中的小写字母转为大写，其余不变。思路很简单，判断一下字符串中的字符是否是小写，如果是，就转换为大写。

int main()
{
	char str[] = "i am a Student";
	int i = 0;
	int len = strlen(str);
	for (i=0;i<len;i++)
	{
		if (islower(str[i]))
		{
			str[i] -= 32;
		}
	}
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

字符串分类函数

包括两个：

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

功能就是将小写转大写或者大写转小写。有了这两个函数，可以对上述代码改造：

int main()
{
	char str[] = "i am a Student";
	int i = 0;
	int len = strlen(str);
	for (i=0;i<len;i++)
	{
		if (islower(str[i]))
		{
			str[i] = toupper(str[i]);
		}
	}
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

字符串函数

strlen的模拟实现

strlen有以下几个特点需要注意：

1. 字符串以\0作为结束标志，strlen返回字符串中\0之前的字符个数，不包括\0；
2. 参数指向的字符串必须以\0结束
3. 函数的返回值是size_t类型，是无符号的
   看一下代码：

int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
		printf(">\n");
	else
		printf("<=\n");

	return 0;
}

这里打印的是>。因为-3作为一个无符号整型是一个非常大的数字。
想模拟实现strlen，一定注意上述的几个要点。想简单捋一下思路。strlen需要遍历字符串，碰到\0停止，遍历过程中需要有一个计数器来存储字符数量。那么简单写个代码：

版本1-easy way

size_t my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str != NULL);

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

版本2-pointer way

想到指针做差返回的是指针之间元素的个数：

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

版本3-recursion way

那么能不能不使用中间变量实现strlen呢？其实是可以的，思路如下：

1. 假设需要求my_strlen("abcdef");
2. 可以简单拆分一下，my_strlen("abcdef") = 1+ my_strlen（“bcdef”）；
3. 继续这样拆分下去，直到碰到\0
   有了上述思路，就可以写代码了：

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

版本3是面试题。这里一定注意不要写成：

return 1 + my_strlen(str++);

后置++会先传str再++，str没有移动，所以会是死递归。

strcpy的模拟实现

先明确一下strcpy的功能和要点：

1. 源字符串中必须包含\0,\0也会被拷贝到目标空间
2. 保证目标空间要足够大，能放得下源数据
3. 保证目标空间可以修改。

然后想想思路：

1. 遍历源字符串，判断是否为\0；
2. 如果不为\0，则将源字符串的当前遍历值赋值给目标字符串；
3. 最后将\0拷贝过去。
   有了思路，就可以写代码了：

版本1-easy way

void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
	// \0之前的字符
	while (*src != '\0')
	{
		*dest = *src;
		dest++;
		src++;
	}
	// \0拷贝
	*dest = *src;
}

版本2-refine way

上述的代码比较冗余，很多东西都可以在循环判断里完成，而且可以加入断言和const关键字来保证函数的健壮性：

void my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	
	assert(dest && src);
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
}

版本3-final

这里回到库函数里的strcpy，它的返回值是起始地址，这样就可以直接用了：

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

strcat的模拟实现

strcat是将源字符串拼接到目标字符串上：

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

这个代码执行的结果会打印hello world。
注意几个要点：

1. 源字符串中必须有\0；
2. 目标字符串也需要有\0；
3. 目标空间需要足够大；
4. 目标空间可以修改。
   有这些条件，思路就很简单了。首先找到源字符串里的\0，然后从这个位置开始拷贝，直到目标字符串的\0结束。有了上面strcpy的实现，strcat实现如下：

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	//1. 找到目标空间中的\0；
	//2. copy
	while (*dest != '\0')
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}