c语言——字符串函数和内存操作函数

一、求字符串长度函数（strlen）

包含在<string.h>头文件里

功能：返回字符串中有效字符的个数，遇到‘\0’结束，不包括结束符‘\0’.

1. 函数的参数为------const char* str：字符指针
2. 返回值的类型------size_t：无符号整数（即：unsigned int）
   模拟实现strlen：
   方法一：计数器的方法

#include <stdio.h>
int my_strlen(char* p)
{
    int n= 0;

    while (*p++ != '\0')
    {
        n++;
    }
    return n;
}
int main()
{
    char arr[10] = "abcdefghi";
    int num = my_strlen(arr);//统计字符串的个数
    printf("%d\n", num);
    return 0;
}

方法二：不能创建临时变量的计数器

#include <stdio.h>
int my_strlen(char* p)
{
    if (*p == '\0')
        return 0;
    return 1 + my_strlen(++p);//p的地址加1，然后传递过去
}
int main()
{
    char arr[10] = "abcdefghi";
    int num = my_strlen(arr);
    printf("%d\n", num);
    return 0;
}

方法三：用指针-指针的方法

#include <stdio.h>
int my_strlen(char* p)
{
    char* p1 = p;
    while (*p1 != '\0')
        p1++;
    return p1 - p;//指向同个数组的两个指针相减，得到的数为 指针之间的元素个数
}
int main()
{
    char arr[10] = "abcdefghi";
    int num = my_strlen(arr);
    printf("%d\n", num);
    return 0;
}

二、长度不受限制的字符串函数

包含在<string.h>头文件里

2.1字符串拷贝函数（strcpy）

功能：
源字符串必须以‘\0’结束。
会将源字符串里的‘\0’拷贝到目标空间。
目标空间足够大，以确保存放源字符串。
目标空间必须可变

1. 函数的参数：
   char* destination---------目标字符串的首地址
   const char* source------源地址：被复制的字符串的首地址，用const
   饰，避免修改掉被拷贝的字符串
2. 函数的返回值类型：char*：返回的是目标字符串的首地址
   模拟实现strcpy：

#include <stdio.h>
char* my_strcpy(char* p,  char* p1)//char*类型为了实现链式访问
{
    char* dest = p;
    while (*p1 != '\0')
    {
        *p = *p1;
        p++;
        p1++;
    }
    *p=*p1;
    return dest;
}
int main()
{
    char arr1[20] = { '1','2','3','4','5','6','7','8','9','a','b','c','d'};
    char arr2[] = "hello math";
    my_strcpy(arr1, arr2);
    printf("%s\n", arr1);
    return 0;
}

2.2字符串连接函数（strcat）

功能：
连接两个字符数组中的字符串，将源字符串的内容连接到目标空间中字符串后面，结果放到目标空间中。（源字符串和目标空间中要有‘\0’）
不能自己给自己追加
模拟实现strcat：

#include <stdio.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* sour)//为了实现链式访问
{
    char* ret = dest;//ret指向目标空间首地址
    while (*dest != '\0')//找到目标空间的’\0‘
    {
        dest++;
    }
    while (*sour != '\0')//源字符串不等于’\0‘就一直循环
    {
        *dest = *sour;//把源字符串的内容连接到目标空间
        dest++;
        sour++;
    }
    *dest = *sour;
    return ret;
}
int main()
{
    char arr1[20] = "1234567";
    char arr2[] = "hello math";
    my_strcat(arr1, arr2);
    printf("%s\n", arr1);
    return 0;
}

2.3字符串比较函数（strcmp）

功能：
比较str1和str2.

1. str1大于str2，函数返回值为1
2. str小于str2，函数返回值为-1
3. str等于str2，函数返回值为0

模拟实现strcmp：

#include <stdio.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)//返回1个整型
{
    while (*str1 == *str2)//字符串1和字符串2相等就循环
    {
        if (*str1 == '\0')
            return 0;
        str1++;
        str2++;
 }
    if (*str1 > *str2)
        return 1;
    else
        return -1;
}
int main()
{
    char arr1[20] = "hello pan";
    char arr2[] = "hello math";
    int n=my_strcmp(arr1, arr2);
    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

三、长度受限制的字符串函数

3.1strncpy

源字符串的num个字符拷贝到目标空间

功能：把src所指由NULL结束的字符串的前n个字节复制到dest所指的数组中。
说明：如果src的前n个字节不含NULL字符，则结果不会以NULL字符结束。
如果src的长度小于n个字节，则以NULL填充dest直到复制完n个字节。
src和dest所指内存区域不可以重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。
返回指向dest的指针 。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* strncpy_(char* p1, char* p2, int x)
{
    assert(p1);//断言目标空间不能为空
    assert(p2);
    char* dest = p1;
    while (x--&&*p2)//p2拷贝到'\0'或拷贝结束
    {
        *dest=*p2;
        dest++;
        p2++;
    }
    if (!*p2)//p2拷贝完了为真
    {
        while (x--)//对多的数进行拷贝
        {
            *dest = '\0';
            dest++;
         }
    }
    return p1;
}
void text_1()
{
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
    strncpy_(arr2, arr1, 9);
    printf("%s", arr2);
}
int main()
{
    text_1();//模拟实现strncpy
    return 0;
}

注意：不用关注‘\0’,源字符串拷贝到目标空间，多的部分就是‘\0’;

3.2strncat

源字符串的num个字符连接到目标空间

功能：
拷贝的字符数量大于源字符串长度时，不管多几个字符，都只添加1个‘\0’.
当要拷贝的字符数量小于源字符串长度时，自动添加’\0‘。
当要拷贝的字符数量小于源字符串长度时，自动添加’\0‘。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncat(char* dest,char* sur, int n)
{
    assert(dest);//断言目标空间不能为空
    assert(sur);
    char* cur = dest;
    while (*cur)//找到‘\0’跳出
    {
        cur++;
    }
    while (n--)//给目标空间赋值，赋了n次
    {
        *cur = *sur;
        cur++;
        sur++;
    }
    return dest;
}
void text_2()
    {
    char arr1[20] = "123456";
    char arr2[20] = "567890";
    my_strncat(arr1,arr2,8);
    printf("%s\n", arr1);
    }

int main()
{
    text_2();//模拟实现strncat
    return 0;
}

3.3strncmp

源字符串的num个字符与目标空间进行比较

功能：
字符串大小的比较是以ASCII 码表上的顺序来决定，此顺序为字符的值。strncmp()首先将dest 第一个字符值减去sur 第一个字符值，若差值为0 则再继续比较下个字符，直到字符结束标志’\0’，若差值不为0，则将差值返回。例如字符串"Ac"和"ba"比较则会返回差值（-33）

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strncmp(char* dest, char* sur, int x)
{
    assert(dest);
    assert(sur);
    assert(x);
    while (--x && *dest == *sur && *dest && *sur)//两个字符不相等或者任意一个字符为空就跳出循环或比较完n个字符
    {
        dest++;
        sur++;
    }
   return  (*dest - *sur);
}
void text_3()
{
    char arr1[20] = "abcdef";
    char arr2[20] = "abCdeF";
    printf("%d\n", my_strncmp(arr1, arr2, 2));
}
int main()
{
    text_3();//模拟实现strncmp
    return 0;
}

四、字符串查找函数

4.1strstr

在字符串中找子字符串找不到返回NULL（空指针）

功能：strstr（）是一个，参数为两个字符指针类型，返回值是char类型的函数，它用于找到子串（str2）在一个字符串（str1）中第一次出现的位置。这里因为传进来的地址指向的内容不会在发生改变，所以我们在两个形参（char）前加上const.

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
const char* my_strstr(const char * str1, const char* str2)//模拟实现strstr
{
    char* s1=NULL, * s2=NULL, * cur = str1;
    if (str2 == '\0')
        return str1;
    while (*cur)
    {
        //指针回退
        s1 = cur;//把cur地址先存起来
        s2 = str2;//s2指向需要查找的子字符串首地址
        while (*s1 && *s2 && (*s1 == *s2))//*s1或者*s2或者两者不等的时候跳出循环
        {
            s1++;
            s2++;
        }
        if (*s2 == '\0')//找到了那个子字符串
        {
            return cur;
        }
        if (*s1 == '\0')//没有找到字符串
        {
            return NULL;
        }
        cur++; //当前cur指向的并不是子串第一次出现的首元素地址，指向的地址要往后跳一个字节
    }
    return NULL;//经过以上的循环比较，没有找到子字符串，返回空指针NULL
}
void text_4()
{
    char arr1[20] = "Acdef";
    char arr2[20] = "";
    char* ret=my_strstr(arr1, arr2);//在字符串arr1中找到子字符串2，返回第一次找到字符串2的位置
    if (ret == NULL)
        printf("没找到\n");
    else
        printf("找到了\n%s\n",ret);
}
int main()
{
    text_4();//模拟实现strstr
    return 0;
}

4.2strtok

把str字符串中由符号隔开的字段拿出来

功能
第一个参数是要分割的字符串，第二个参数是分割字符串的分隔符。
strtok函数找到str中的下一个标记（字段），并将其‘\0’结尾，返回一个指向这个标记的指针（strtok函数会改变被操作的字符串，所以在使用strtok函数切分字符串一般都是临时拷贝的内容并且可以被修改）
strtok函数第一个参数不为NULL，函数将找到str中的第一个标记，strtok函数将保存它在字符串中的位置。
strtok函数第一个参数为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。
如果字符串不存在更多的标记，则返回NULL指针。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void test_1()
{
    char str1[] = "yi_ge_xiao.nao@dai";
    char str[] = "_.@";
    char str2[25];//我们在使用strtok函数时会改变函数的第一个参数，所以我们在创建一个数组，不要用原字符串做参数
    strcpy(str2, str1);
    char* ret = strtok(str2, str);//第一个参数不为NULL，找到第一个字段，在字段后面吧分隔符换成‘\0’，strtok函数保存这个位置，返回字段的初始位置
    for (ret; ret != NULL;)//循环，把每个字段找出来
    {
        printf("%s ", ret);
        ret = strtok(NULL, str);//如果第一个参数为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。
    }
}
int main()
{
    test_1();//strtok的使用
    return 0;
}

打印结果：

五、错误信息报告(strerror)

功能：
把错误码翻译成错误信息
返回值：把错误码对应错误信息的字符串的首地址返回来。
库函数在执行的时候发生拉错位，会将错误码存放在errno这个变量中，errno是C语言提供的一个全局变量
如：

404->访问的页面不存在

例子：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 void test_2()
{
     int i = 0;
     for (i = 0; i < 10; i++)
     {
         printf("%d->%s\n", i, strerror(i));
     }
}
int main()
{
    test_2();//strerror的使用
    return 0;
}

打印结果：

表达的意思：

0->没有错误
1->操作被拒绝
2->没有这个文件或文件夹
3->没有这个进程
4->函数调用被中断
5->输入输出错误
6->没有这个设备和地址
7->参数列表太长
等……
如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    //c语言中可以操作文件
    //操作文件的步骤
    //打开文件
    //读或者写
    //关闭文件
    //打印失败
    FILE* pf = fopen("data.txt","r");
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));//只打印错误信息
        //perror(“fopen”)//打印自定义信息（如fopen）然后加一个冒号和空格，在打印错误信息。
        return 1;
    }
    //读文件
    //关闭文件
    fclose(pf);
    return 0;
}

没有这个文件：

如果有多个错误：
用strerror（还可以用perror）只能一次翻译一个错误，如果一个问题有多个错误，先翻译第一个出现的错误，我们解决这个错误后，它会继续报另外的错误，所以我们遇到问题要及时更新。

六、字符操作函数

6.1字符分类函数

符合条件就打印非0值，不符合条件就打印0。

6.2字符转换函数

大写字母转换为小写字母函数（tolower）

小写字母转换为大写字母函数（toupper）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    printf("%c\n", tolower('A'));
    printf("%c\n", toupper('a'));
    return 0;
}

七、字符串大写和小写转换函数

字符串大写字母转换成小写字母函数（strlwr）
字符串小写字母转换成大写字母函数（strupr）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char str1[] = "abcdEFGH1234";
    printf("%s\n", _strlwr(str1));
    printf("%s\n", _strupr(str1));
    return 0;
}

八、内存操作函数

8.1memcpy

用来处理不重叠的内存拷贝

有三个参数：
destination：一个指向目标数组的指针，它的内容将会被覆盖。
source：一个指向了被拷贝数据的那个指针。
num：拷贝几个字节（size_t就是unsigned int）
功能：函数memcpy从source位置开始向后复制num个字节的数据destination目标空间里，然后返回目标空间的初始地址。
这个函数遇到‘\0’的时候不会停下来。
如果source和destination有任何重叠的部分，复制的结果将未定义（结果于预料的值可能不一样）
memcpy函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
 void* my_memcpy(void* dest, void* sur, size_t num)
 {
     assert(dest);
     assert(sur);
     void* ret = dest;
     while (num--)
     {
         *(char*)dest = *(char*)sur;//每个字节进行转换
         (char*)dest = (char*)dest + 1;//每个字节向后移一步
         (char*)sur = (char*)sur + 1;
     }
     return ret;
 }

 void test_3()
 {
     int str1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
     int str2[20] = {0};
     my_memcpy(str2, str1, 16);
     int i = 0;
     for (i = 0; i < 20; i++)
     {
         printf("%d ", str2[i]);
     }
 }
 int main()
{
    test_3();//mencpy的模拟实现
    return 0;
}

如果我们稍微改一下

结果变成了1 2 1 2 1 2 7 8 9 10
说明memcpy不能重叠内存拷贝

8.2memmove

可以处理重叠的内存拷贝

和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠得。
如果源空间和目标空间出现重叠，就使用memmove函数处理
memmove函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
 void* my_memmove(void* dest, void* sur, size_t num)
 {
     void* ret = dest;
     assert(dest);
     assert(sur);
     if (dest <= sur || ((char*)sur + num) <= (char*)dest)
     {
         while (num--)
         {
             *(char*)dest = *(char*)sur;//每个字节进行转换
             dest = (char*)dest + 1;//每个字节向后移一步
             sur = (char*)sur + 1;
         }
     }
     else
     {
         while (num--)//20
         {
             *((char*)dest+num) = *((char*)sur+num);//每个字节进行转换
         }
     }
     return ret;
 }
 void test_4()
 {
     int str1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
     my_memmove(str1 + 2, str1, 16);
     int i = 0;
     for (i = 0; i < 10; i++)
     {
         printf("%d ", str1[i]);
     }
 }
int main()
{
    test_4();//memmove函数的模拟实现
    return 0;
}

打印：

在数组中，地址是由低到高得，如果dest的地址小于等于sur的地址，可以从前往后进行遍历拷贝；sur跳过num个的地址如果大于等于dest的地址可以从前往后遍历拷贝，也可以从后往前遍历拷贝。

8.3memset

内存设置

功能：填充内存块
ptr所指向的前num个字节的内容，设置成我们想要的value值（把所有字节都设置成一个值）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()//内存设置
{
    char arr[] = "panlongjun";
    memset(arr + 1, 'L', 2);
    printf("%s\n", arr);
    return 0;
}

8.4memcmp

内存比较函数（一个字节一个字节往后比较）

功能：

1. ptr1大于ptr2，函数返回值为1
2. ptr1小于ptr2，函数返回值为-1
3. ptr1r等于ptr2，函数返回值为0

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()//内存比较
{
    int arr1[] = { 1,2,1,4,5,6 };
    int arr2[] = { 1,2,257,12,34 };
    int ret = memcmp(arr1, arr2, 9);
    printf("%d\n", ret);
    return 0;
}

打印：

memcmp是内存比较函数，在内存空间里一个一个字节进行比较（比较9个字节，结果为0）