(持续更新中!!~)16、原来可以这样理解C语言_字符函数和字符串函数

已于 2025-01-26 11:55:37 修改
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分类专栏： C语言 文章标签： 算法
于 2024-10-14 11:28:41 首次发布
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目录

        1. 字符分类函数

2. 字符转换函数

3. strlen的使⽤和模拟实现

4. strcpy的使⽤和模拟实现

5. strcat 的使⽤和模拟实现

6. strcmp的使⽤和模拟实现

7. strncpy 函数的使⽤

9. strncmp函数的使⽤

 10. strstr的使⽤和模拟实现

11. strtok函数的使⽤

12. strerror函数的使⽤

         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。

        1. 字符分类函数

        C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的，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

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        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。

#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;
}

2. 字符转换函数

        C语⾔提供了2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

        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。

#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 = toupper(c);
     putchar(c);
     i++;
     }
 return 0;
}

3. strlen的使⽤和模拟实现

        size_t strlen ( const char * str );

• 字符串以 '\0' 作为结束标志，strlen函数返回的是在字符串中 '\0' 前⾯出现的字符个数（不包 含 '\0' )。

• 参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。

• 注意函数的返回值为size_t，是⽆符号的（ 易错 ）

• strlen的使⽤需要包含头⽂件#include<string.h>

• 学会strlen函数的模拟实现

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int main()
{
     const char* str1 = "abcdef";
     const char* str2 = "bbb";
     if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)
     {
         printf("str2>str1\n");
     } 
     else
     {
         printf("srt1>str2\n");
     }
 return 0;
}

   strlen的模拟实现：

        ⽅式1：

//计数器⽅式 

int my_strlen(const char * str)
{
     int count = 0;
     assert(str);
     while(*str)
     {
         count++;
         str++;
     }
 return count;
}

⽅式2：

//不能创建临时变量计数器 

int my_strlen(const char * str)
{
     assert(str);
     if(*str == '\0')
     return 0;
     else

     return 1+my_strlen(str+1);
}

⽅式3：

//指针-指针的⽅式 

int my_strlen(char *s)
{
     assert(str);
     char *p = s;
     while(*p != ‘\0’ )
         p++;
     return p-s;
}

4. strcpy的使⽤和模拟实现

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

• Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including  the  terminating null character (and stopping at that point).

• 源字符串必须以 '\0' 结束。

• 会将源字符串中的 '\0' 拷⻉到⽬标空间。

• 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的模拟实现:

//1.参数顺序 

//2.函数的功能，停⽌条件 

//3.assert
//4.const修饰指针 

//5.函数返回值 

//6.题⽬出⾃《⾼质量C/C++编程》书籍最后的试题部分 

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

5. strcat 的使⽤和模拟实现

• 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？

模拟实现strcat函数：

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;
}

6. strcmp的使⽤和模拟实现

•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函数的模拟实现：

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;
}

7. strncpy 函数的使⽤

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

• Copies the first num characters of source to destination. If the end of the  source C string (which is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied,  destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it. 

• 拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间。

• 如果源字符串的⻓度⼩于num，则拷⻉完源字符串之后，在⽬标的后边追加0，直到num个。

8. strncat函数的使⽤

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

• Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.

        （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）。

• If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating  null-character is copied.

        （如果source 指向的字符串的⻓度⼩于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）。

/* strncat example */

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int main ()
{
     char str1[20];
     char str2[20];
     strcpy (str1,"To be ");
     strcpy (str2,"or not to be");
     strncat (str1, str2, 6);
     printf("%s\n", str1);
     return 0;
}

9. strncmp函数的使⽤

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.   

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 10. strstr的使⽤和模拟实现

char * strstr ( const char * str1, const char * str2);

        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）。

/* strstr example */

#include <stdio.h>

#include <string.h>

int main ()
{
     char str[] ="This is a simple string";
     char * pch;
     pch = strstr (str,"simple");
     strncpy (pch,"sample",6);
     printf("%s\n", str);
     return 0;
}

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);
}

11. strtok函数的使⽤

1 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

        • 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，所以在使⽤strtok函数切分的字符串⼀般都是临时拷⻉的内容 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。

#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;
}

12. 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。

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <stdio.h>

//我们打印⼀下0~10这些错误码对应的信息 
int main()
{
     int i = 0;
     for (i = 0; i <= 10; i++) 
    {
         printf("%s\n", strerror(i));
     }
     return 0;
}

在Windows11+VS2022环境下输出的结果如下：

No error

Operation not permitted

No such file or directory

No such process

Interrupted function call

Input/output error

No such device or address

Arg list too long

Exec format error

Bad file descriptor

No child processes

举例：

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <errno.h>

int main ()
{
     FILE * pFile;
     pFile = fopen ("unexist.ent","r");
     if (pFile == NULL)
         printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
     return 0;
}

输出：

Error opening file unexist.ent: No such file or directory

        也可以了解⼀下perror函数，perror函数相当于⼀次将上述代码中的第9⾏完成了，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，再打印⼀个冒号和⼀个空格，再打印错误信息。

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <errno.h>

int main ()
{
     FILE * pFile;
     pFile = fopen ("unexist.ent","r");
     if (pFile == NULL)
         perror("Error opening file unexist.ent");
     return 0;
}

输出：

Error opening file unexist.ent: No such file or directory

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