关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.17——字符函数&&字符串函数


字符函数和字符串函数是C语言中经常用到的两类函数,它们主要用于处理字符数据和字符串数据,本篇 vlog 涉及的函数比较多,注意区分和辨别参数,返回值,类型,适用场景,相信通过这一篇对字符及字符串的处理会有更深入的理解

1.字符函数

字符函数通常是针对单个字符进行操作的函数,它们接受一个字符作为参数,并返回与该字符相关的某种属性或经过特定处理后的结果

1.1 字符分类函数

此类函数主要用于字符的分类,需要包含头文件 #include <ctype.h>
以下介绍一个常用的字符分类函数

1.1.1 islower

islower 用于检查字符是否为小写字母, isupper 作用与其相反
在这里插入图片描述

传送门:islower-C++参考

参数:要检查的参数,即大小写字母

返回值:如果 c 确实是小写字母,则该值不为零(即 true),否则为 0(即 false)

举个例子:将字符串中的小写字母都转成大写字母,其他字符不变

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	char c;
	while (str[i])
	{
		c = str[i];
		if (islower(c))
			c -= 32; 
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}

1.2 字符转换函数

此类函数主要用于字符的转换,需要包含头文件 #include <ctype.h>
以下介绍一个常用的字符转换函数

1.2.1 tolower

tolower 用于将参数传进去的大写字母转小写,与 islower 不同的是,islower 只是判断,tolower是直接转换。toupper 用于将参数传进去的小写字母转大写,与 tolower 同理
在这里插入图片描述

传送门:tolower-C++参考

参数:要检查的参数,即大小写字母

还是和上面相同的例子

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

用 c = toupper( c ) 把 c -= 32 替代了,省去了记 ASC|| 值的麻烦,以后修改值直接使用转换字符函数就行了

2.字符串函数

字符串函数则是对字符串(由零个或多个字符组成的序列)进行各种操作的函数,比如获取字符串长度、查找子字符串、替换字符串内容等

2.1 strlen

看过我往期 vlog 的同学,该函数相信大家已经烂熟于心了,这里就不再过多赘述
在这里插入图片描述

传送门:strlen-C++参考

2.2 strcpy和strncpy

strcpy 用于将一个字符串复制到另一个字符串中,即 copy
需要包含头文件 #include <string.h>
在这里插入图片描述

传送门:strcpy-C++参考

参数:destination-指向要复制内容的目标数组的指针,source-要复制的 C 字符串(注意原字符串不可修改)

返回值:destination 的起始地址

值得注意的是:源字符串必须以 ‘\0’ 结束,拷贝会将源字符串中的 ‘\0’ 拷贝到目标空间,且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

strcpy 的模拟实现:

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);

	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

将 dest 的起始地址存储到变量 ret,以便返回值返回,对两个形参进行断言操作,避免空指针的使用 while 循环里的两个变量先各自++,然后从右向左赋值,直到 src 遇到 \0 循环才停止

和 strcpy 相像的是 strncpy

在这里插入图片描述

传送门:strncpy-C++参考

唯一与 strcpy 不同的是它可以固定复制的个数,不只是以 \0 为标准停下来

值得注意的是:在指定的连接字符个数中是不包括\0的,拷贝num个字符从源字符串到目标空间,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

2.3 strcat和strncat

strcat 用于将一个字符串连接到另一个字符串的末尾,即 concatenate,需要包含头文件 #include <string.h>

在这里插入图片描述

传送门:strcat-C++参考

参数:destination-指向要复制内容的目标数组的指针,source-要复制的 C 字符串(注意 destination 和 source 不能重合)

返回值:destination 的起始地址

值得注意的是: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,追加过程中是会覆盖掉目标字符串末尾的 \0 的

如果自己给自己追加呢?

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

int main() {
    char str[20] = "Hello";

    strcat(str, str);

    printf("Result: %s\n", str);

    return 0;
}

原字符串str初始化为 “Hello”,它所占用的内存空间是按照初始化时设定的长度来分配的
• 理论上:追加过程中是会覆盖掉目标字符串末尾的 \0 的,但是不会把原字符串的 \0 复制过去,而是复制完后编译器自动在末尾加上一个 \0
• 实际上:自己给自己追加这个操作是无法让编译器到达添加 \0 这一步的,所以 “Hello” 会一直追加,无限循环下去,直到数组栈溢出报错为止

strcat 的模拟实现:

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

其实就是在 strcpy 模拟实现的的基础上加了个循环,让指针指向目标字符串的末尾再开始

和 strcat 相像的是 strncat

在这里插入图片描述

传送门:strncat-C++参考

唯一与 strcat 不同的是它可以固定追加的个数,不只是以 \0 为标准停下来

值得注意的是:在指定的连接字符个数中是不包括\0的,将 source 指向字符串的前 num 个字符追加到 destination 指向的字符串末尾,再追加⼀个 \0 字符,如果 source 指向的字符串的长度小于 num 的时候,只会将字符串中到 \0 的内容追加到 destination 指向的字符串末尾

2.4 strcmp和strncmp

strcmp 用于比较两个字符串的函数,即 compare,需要包含头文件 #include <string.h>
在这里插入图片描述

传送门:strcmp-C++参考

参数:str1、str2-要比较的字符串

返回值规定
• 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

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 的模拟实现:

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	int ret = 0;
	assert(str1 != NULL);
	assert(str2 != NULL);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}

str1 和 str2分别逐个向后一个一个比较,直到遇到第一个大小不同的字符,立马停下,后面都不比较了,无论这个字符串多长,都只看第一个遇到的不同的字符谁大谁小,以ASC|| 的差值作返回值

和 strcmp 相像的是 strnccmp

在这里插入图片描述

传送门:strncmp-C++参考

唯一与 strcmp 不同的是它可以固定比较的个数

值得注意的是:比较 str1 和 str2 的前 num 个字符,如果相等就继续往后比较,最多比较 num 个字母,如果提前发现不⼀样,就提前结束,大的字符所在的字符串大于另外一个,如果 num 个字符都相等,就是相等返回 0

2.5 strstr

strstr 用于查找在一个字符串中查找另一个指定字符串(子字符串)的首次出现位置
需要包含头文件 #include <string.h>

在这里插入图片描述

传送门:strstr-C++参考

参数:str1-要扫描的字符串,str2-包含要匹配的字符序列

返回值:指向 str2 中指定的整个字符序列在 str1 中第一次出现的指针,如果 str1 中不存在序列,则为空指针

strstr 的模拟实现:

char* strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	char* cp = (char*)str1;
	char* s1, * s2;
	if (!*str2)
		return((char*)str1);
	while (*cp)
	{
		s1 = cp;
		s2 = (char*)str2;
		while (*s1 && *s2 && !(*s1 - *s2))
			s1++, s2++;
		if (!*s2)
			return(cp);
		cp++;
	}
	return(NULL);
}

外层循环遍历 str1 字符串,内层循环在每个可能的起始位置上对 str2 进行逐个字符比对

2.6 strtok

strtok 是用于字符串分割的函数,需要包含头文件 #include <string.h>

在这里插入图片描述

传送门:strtok-C++参考

参数:str-是要进行分割操作的字符串,可以是字符数组形式存在的字符串,delimiters-是用于指定分割字符的字符串,即按照 delim 中包含的字符来对 str 进行分割

返回值:返回一个指向被分割出的下一个子字符串的指针或空指针

值得注意的是:sep 参数指向一个字符串,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 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,所以被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 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多的标记,则返回 NULL 指针

这个函数有点难理解,举个例子

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "192.168.6.111";
	char* sep = ".";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

这段 C 语言代码的主要目的是使用strtok函数对一个表示 IP 地址的字符串进行分割,并逐个输出分割后的子字符串,也就是将 IP 地址中的每个数字部分单独提取并打印出来

2.7 strerror

strerror 用于将一个错误码(由 errno 表示)转换为对应的、人类可读的错误描述字符串
需要包含头文件 #include <string.h>

在这里插入图片描述

传送门:strerror-C++参考

参数:errnum-错误码

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局的变量 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,就会将对应的错误码,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

返回值:向描述 errnum 的错误字符串的指针

比如我们打印⼀下0~10这些错误码对应的信息

#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++) {
		printf("%s\n", strerror(i));
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述
可以看到每个数字都有对应的错误信息

和 strerror 相像的是 perror

printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno))
perror("Error opening file unexist.ent")

这两段代码是等价的,perror函数打印完参数部分的字符串后,再打印一个冒号和一个空格,再打印错误信息

本篇到这就结束了,涉及的函数很多,及时理解总结才能更好的掌握本篇的知识哦😋

希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

你们的鼓励就是我前进的动力!

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<think>我们正在讨论在UVM环境中让SystemVerilog文件调用C语言函数的方法。根据UVM和SystemVerilog的特性,我们可以使用SystemVerilog的DPI(DirectProgrammingInterface)机制来实现。DPI允许SystemVerilog代码直接调用C语言编写的函数,反之亦然。下面将详细介绍实现步骤。###步骤1:编写C语言函数首先,我们需要编写C语言函数。例如,我们创建一个简单的C函数`add`,它计算两个整数的和,并将结果返回。**add.c**:```c#include"svdpi.h"intadd(inta,intb){returna+b;}```注意:-这里我们包含了`svdpi.h`头文件,它定义了与SystemVerilogDPI交互所需的类型和函数。-函数参数和返回类型使用C的基本数据类型(如`int`),它们与SystemVerilog中的`int`类型兼容。###步骤2:在SystemVerilog中声明导入函数在SystemVerilog文件中,我们需要使用`import"DPI"`声明来导入C函数。这样,SystemVerilog编译器就知道这个函数是在外部定义的。**reference_model.sv**:```systemverilog`include"uvm_macros.svh"importuvm_pkg::*;modulereference_model;//导入C函数:声明add函数,指定其参数和返回类型import"DPI"functionintadd(inputinta,inputintb);initialbeginintresult;result=add(10,20);`uvm_info("REFMODEL",$sformatf("ResultfromCfunction:%0d",result),UVM_LOW)endendmodule```###步骤3:编译和链接在编译时,需要将C文件编译成目标文件(例如,使用gcc),然后与SystemVerilog文件一起链接。具体的编译命令取决于你使用的仿真工具(如VCS、ModelSim等)。以VCS为例,编译步骤可能如下:```bash#编译C文件gcc-cadd.c-oadd.o#使用VCS编译SystemVerilog文件并链接C目标文件vcs-sverilog-LDFLAGS"-Wl,--export-dynamic"reference_model.svadd.o-osimv```###注意事项1.**数据类型匹配**:确保C函数中的数据类型与SystemVerilog中声明的类型匹配。例如,SystemVerilog中的`int`对应C中的`int`。2.**函数命名**:默认情况下,导入的函数名与C函数名相同。如果需要不同的名称,可以在导入时指定:```systemverilogimport"DPI"functionintmy_add(inputinta,inputintb)="add";```这里`my_add`是SystemVerilog中使用的名称,而`add`是C函数的名称。3.**仿真工具支持**:不同的仿真工具可能在DPI的使用细节上有所差异,请参考具体工具的文档。###在UVM环境中的集成在UVM环境中,我们通常会在`reference_model`组件中使用DPI调用。例如,在`reference_model`的`run_phase`中调用C函数进行一些计算,并将结果用于参考模型的行为。###示例:在UVM参考模型中调用C函数假设我们有一个UVM参考模型,它需要在事务处理过程中调用C函数进行计算。**reference_model.sv**:```systemverilogclassmy_reference_modelextendsuvm_component;`uvm_component_utils(my_reference_model)uvm_analysis_imp#(my_transaction,my_reference_model)analysis_imp;//导入C函数import"DPI"functionintprocess_data(inputintdata);functionnew(stringname,uvm_componentparent);super.new(name,parent);analysis_imp=new("analysis_imp",this);endfunctionfunctionvoidwrite(my_transactiontr);intprocessed_data;processed_data=process_data(tr.data);`uvm_info("REFMODEL",$sformatf("Processeddata:%0d",processed_data),UVM_MEDIUM)//...进一步处理endfunctionendclass```在这个例子中,当参考模型通过分析端口接收到事务(`my_transaction`)时,它会调用C函数`process_data`对事务中的数据进行处理,然后打印处理结果。###总结通过DPI机制,我们可以方便地在UVM环境中实现SystemVerilog对C函数的调用。主要步骤包括:1.编写C函数并确保包含必要的头文件。2.在SystemVerilog中使用`import"DPI"`声明导入函数。3.在编译时链接C目标文件。这种方法使得我们可以利用C语言的高效性来处理一些复杂的计算,同时保持UVM验证环境的灵活性。§§相关问题§§1.DPI-C在SystemVerilog中的其他常见应用场景有哪些?2.如何通过DPI从C函数中调用SystemVerilog函数?3.在UVM验证环境中使用DPI时需要注意哪些问题?</think>在UVM环境中让SystemVerilog调用C语言函数,主要通过SystemVerilog的**DPI(Direct Programming Interface)机制**实现。以下是具体实现步骤和代码示例: --- ### 实现步骤 1. **编写C函数** 创建`.c`文件实现功能函数,使用`svdpi.h`头文件确保数据类型兼容: ```c // my_c_functions.c #include "svdpi.h" int c_add(int a, int b) { return a + b; } ``` 2. **SystemVerilog中声明导入函数** 在SV文件中使用`import "DPI"`声明C函数: ```systemverilog // reference_model.sv import "DPI" function int c_add(input int a, input int b); // 声明导入 class reference_model extends uvm_component; `uvm_component_utils(reference_model) function void build_phase(uvm_phase phase); super.build_phase(phase); int result = c_add(5, 3); // 调用C函数 `uvm_info("REFMODEL", $sformatf("C函数返回结果: %0d", result), UVM_LOW) endfunction endclass ``` 3. **编译时链接C代码** 根据仿真器不同,编译时需链接C目标文件: - **VCS示例**: ```bash vcs -sverilog reference_model.sv my_c_functions.c -LDFLAGS -lm -o simv ``` - **Questa/ModelSim**: 在`.do`脚本中添加: ```tcl vlog -sv reference_model.sv gcc -c my_c_functions.c elab -L `pwd` -L work reference_model ``` --- ### 关键注意事项 1. **数据类型映射** SystemVerilog与C的数据类型需严格匹配: | SV类型 | C类型 | |-------------|--------------| | `byte` | `char` | | `int` | `int` | | `longint` | `long long` | | `shortreal` | `float` | | `real` | `double` | 2. **内存管理** - 避免在C函数中分配需SV释放的内存 - 通过DPI传递指针时使用`chandle`类型 3. **多线程安全** 若C函数涉及共享资源,需添加互斥锁(如`pthread_mutex`) --- ### 在UVM环境中的集成示例 ```systemverilog // 在UVM验证组件中调用 class scoreboard extends uvm_component; import "DPI" function real c_calculate_coverage(input int data); task run_phase(uvm_phase phase); real coverage = c_calculate_coverage(packet.data); if(coverage > 0.95) `uvm_info("PASS", "覆盖率达标", UVM_MEDIUM) endtask endclass ``` --- ### 调试建议 1. **C函数调试** 使用`#ifdef __cplusplus`隔离C++代码: ```c #ifdef __cplusplus extern "C" { // 确保C++兼容性 #endif int c_func() { ... } #ifdef __cplusplus } #endif ``` 2. **跨平台编译** 添加编译防护: ```c #if defined(_WIN32) || defined(_MSC_VER) #define EXPORT __declspec(dllexport) #else #define EXPORT #endif EXPORT int c_func() { ... } ``` 3. **仿真器兼容** - 不同仿真器的DPI实现细节可能不同 - 参考厂商文档(如Synopsys VCS UG或Mentor Questa UG) ---
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