strlen，strcpy，strcat，strcmp及其模拟实现

一.strlen && my_strlen

库函数strlen，计算字符串长度，本质上是求的\0之前的长度，\0不算入其中

size_t strlen ( const char * str )

strlen返回类型是size_t(unsigned int)  无符号整数，传参传递的是不能改变的字符指针str

int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int len=strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

返回了一个3，表面arr内字符串长度为3

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模拟实现stlen有三种方法：

1.计数器

int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str != NULL);
	while(*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int len=my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

本质上，是通过在指针不指向"\0"时，进行循环，指针向后移动，同时count+1进行计数。

2.函数递归

int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str != NULL);
	if (*str != '\0')
	{
		return  my_strlen(++str)+1;
	}
	else
	{
		return 0;
	}
}
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int len=my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

通过函数递归，如果指针没有指向"\0"，返回调用自己本身+1，传递的参数是指针向后移动一个字节，如果为"\0",返回一个0。

3.指针-指针

int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	char* ch ;
	ch = str;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
	}
	return str - ch;
}
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int len=my_strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}

本质上，通过两指针相减可以获得，两指针之间的元素个数。

二.strcpy && my_strcpy

库函数strcpy，string copy字符串拷贝，本质上是将"\0"之前的字符，包括"\0"，拷贝过去

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

destination是目的地，source是源头，也就是从源头拷贝到目的地

返回类型是char类型的指针，传参是一个指向目的地的指针，和一个指向源头且不能改变的指针

int main()
{
	char arr[5] = "#####";
	strcpy(arr,"hello");
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

如上诉这代码，就可以成功打印出字符串"hello"

int main()
{
	char arr2[] = { 'a','b','c' };
	strcpy(arr, arr2);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

如果像这样，就会打印出乱码，因为没有"\0"

int main()
{
    char arr[5] = "#####";
	char* p = "hello world";
	strcpy(arr, p);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

如果像这样，就会出现错误，因为空间不够 

我们可以总结出：

1.源字符串必须以\0结束
2.源字符串的\0会被拷贝
3.目标空间必须足够大，确保能存放下源字符串
4.目标空间必须可变

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模拟实现strcpy

void my_strcpy(char* dest, const char* sour)
{
	while (*sour!='\0')
	{
		*dest = *sour;
		dest++;
		sour++;
	}
	*dest = *sour;
}
int main()
{
	char arr[10] = { 0 };
	char* p = "hello";
	my_strcpy(arr, p);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

本质上是，通过循环，如果源头指针不指向"\0"，就进入循环，使源头指向的值赋值给目的地，然后源头和目的地都++，指向下一个元素，等到跳出循环我们再使源头指向的值赋值给目的地，也就是把"\0"拷贝给目的地。

我们可以进行优化代码：

void my_strcpy(char* dest, const char* sour)
{
	while (*dest++=*sour++)
	{
		;
	}
}

上述代码就很简介，只有一个while循环，而且本身没有内容，只有条件。条件里每次都使，源头指针指向的值赋值给目的地指针指向的，当源头指针指向"\0"时，将"\0"赋值过去，然后条件里就是"\0",也就是0，0为假跳出循环。

三.strcat && my_strcat

库函数strcat，字符串追加-字符串连接，本质上是将目的地，从"\0"开始替换成目的地的元素，一直替换到目的地的"\0"为止

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

返回类型和参数都与strcpy相同

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

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

上述两段代码都可以打印出"hello world"

更证明了，从"\0"开始替换

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模拟实现strcat

char* my_strcat(char* dest, const char* sour)
{
    char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*sour != '\0')
	{
		*dest = *sour;
		dest++;
		sour++;
	}
	*dest = *sour;
    return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[20] = "world";
	printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2));
	return 0;
}

首先，我们要找到目的地的"\0",利用while循环，条件为解引用目的地指针，内容为目的地指针加一，也就是指向下一个元素，如果为"\0"就可以跳出循环。

接下来，我们将源头拷贝过去，利用while循环，如果源头指针不指向"\0"，就进入循环，令源头指针指向的元素赋值给目的地指针指向的，然后源头指针和目的地指针++，指向下一个元素，等跳出循环时，再使源头指针指向的元素赋值给目的地指针，也就是把"\0"拷贝过去。

我们可以优化代码：

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

第一个while循环，条件是目的地指针指向的元素，也就是指向"\0"的时候会跳出循环，内容为目的地指针+1，指向下一个元素。

第二个while循环，没有内容，只有条件，先使，源头指针指向的元素赋值给目的地指针指向的元素，再使目的地指针和源头指针指向的元素++，指向下一个元素，当源头指针元素为"\0"时，先使，源头指针指向元素赋值给目的地指针指向的，后因为"\0"是0，所以跳出循环。

四.strcmp && my_strcmp

库函数strcmp，字符串比较，本质上，是一个字符一个字符进行比较，如果相等就都到下一个字符进行比较，如果第一个字符串里的字符大于第二个字符串里的字符，返回大于0的数字，否则返回小于0的数字，如果所有字符都相等,就返回一个0。

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );

int main()
{
	int ret = strcmp("abbb", "abc");
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

这段代码打印一个小于0的数字

int main()
{
	int ret = strcmp("abc", "abc");
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

这段代码打印一个0

int main()
{
	int ret = strcmp("abd", "abc");
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

 这段代码打印一个大于0的数字

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模拟实现strcmp

int my_strcmp(const char* s1, const char* s2)
{
	assert(s1 && s2);
	while (*s1 == *s2)
	{
		if (*s1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		s1++;
		s2++;
	}
	return *s1 - *s2;
}

int main()
{
	char* p = "abcdef";
	char* q = "abcdef";
	int ret=my_strcmp(p, q);
	if (ret > 0)
	{
		printf("p>q\n");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("p<q\n");
	}
	else
	{
		printf("p==q\n");
	}
	return 0;
}

while循环，如果s1指向的字符等于s2指向的字符，进入循环，如果s1指向的是"\0"，返回一个0。s1和s2分别指向下一个元素。

当s1和s2不相等时，跳出循环，返回解引用s1-s2，就可以得到大于0或者小于0的数