C语言进阶--字符函数和字符串函数、内存函数

我就是我 2023-10-08 17:09 25阅读 0赞

## 一、字符函数和字符串函数 ##

重点介绍处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项  
求字符串长度  
strlen  
长度不受限制的字符串函数  
strcpy  
strcat  
strcmp  
长度受限制的字符串函数介绍  
strncpy  
strncat  
strncmp  
字符串查找  
strstr  
strtok  
错误信息报告  
strerror  
字符操作  
内存操作函数  
memcpy  
memmove

> C语言中对字符和字符串的处理很是频繁，但是C语言本身是没有字符串类型的，字符串通常放在常量字符串 中或者 字符数组 中。字符串常量 适用于那些对它不做修改的字符串函数.

## 二、函数介绍 ##

### 2.1、strlen – 求字符串长度 ###

[strlen][]

size\_t strlen ( const char \* str );

> 1.字符串已经 ‘\\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’ )。  
> 2.参数指向的字符串必须要以 ‘\\0’ 结束。  
> 3.注意函数的返回值为size\_t，是无符号的（ 易错 ）  
> 4.学会strlen函数的模拟实现  
> ![这里是引用][d4824f1423f54ae8aecb5fa5c4f44999.png]

#### 2.1.1、strlen – 模拟实现 ####

方法一、计数器的方法

int my_strlen(const char* arr)
    {
        
    	int cont = 0;
    	while (*arr != '\0')
    	{
        
    		cont++;
    		arr++;
    	}
    	return cont;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr[] = "abcdef";
    	int ret = my_strlen(arr);
    	printf("%u\n", ret);
    	return 0;
    }

方法二、不能创建临时变量

int my_strlen(const char* arr)
    {
        
    	if (*arr == '\0')
    		return 0;
    	return 1 + my_strlen(arr + 1);
    }
    
    int main()
    {
        
    	char arr[] = "abcdef";
    	int ret = my_strlen(arr);
    	printf("%u\n", ret);
    	return 0;
    }

### 2.2、strcpy – 字符串拷贝 ###

[strcpy][]  
char\* strcpy(char \* destination, const char \* source );

> 将源指向的 C 字符串复制到目标指向的数组中，包括终止的 null 字符（并在该点停止）。注意：null字符就是‘\\0’  
> 源字符串必须以 ‘\\0’ 结束。  
> 会将源字符串中的 ‘\\0’ 拷贝到目标空间。  
> 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。  
> 目标空间必须可变。  
> 学会模拟实现。  
> 在这里插入图片描述  
> 在这里插入图片描述
> 
> ![在这里插入图片描述][f74842ab341541d58bde757040ea10c9.png]

#### 2.2.1、strcpy – 模拟实现 ####

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
    {
        
    	char* ret = dest;
    	
    	while ((*dest++ = *src++))
    	{
        
    		;
    	}
    	return ret;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr1[] = "abcdef";
    	char arr2[] = "*********";
    
    	my_strcpy(arr2,arr1);
    	printf("%s\n", my_strcpy(arr2, arr1));
    	return 0;
    }

### 2.3、strcat – 字符串拼接 ###

[strcat][]  
char \* strcat ( char \* destination, const char \* source );

> 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.(将源字符串的副本追加到目标字符串。目标中的终止空字符被源的第一个字符覆盖，并且在目标中由两者串联形成的新字符串的末尾包含一个空字符。)  
> 源字符串必须以 ‘\\0’ 结束。  
> 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？

#### 2.3.1、strcat – 模拟实现 ####

#include<assert.h>
    char* my_strcat(char* dest, char* src)
    {
        
    	assert(dest != NULL);
    	assert(src != NULL);
    	char* ret = dest;
    	while (*dest != '\0')
    	{
        
    		dest++;
    	}
    	
    	while ((*dest++ = *src++))
    	{
        
    		;
    	}
    	return ret;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr1[] = "abcdef";
    	char arr2[20] = "****";
    
    	printf("%s\n", my_strcat(arr2, arr1));
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][45912a92948b4b2f8923e5ca2e1ba45f.png]

### 2.4、strcmp – 字符串比较 ###

[strcmp][]  
int strcmp ( const char \* str1, const char \* str2 );

> 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.  
> 此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续以下对，直到字符不同或达到终止空字符。  
> 此函数执行字符的二进制比较。有关考虑特定于区域设置的规则的函数，请参阅 strcoll。  
> 如果返回值小于 0，则表示 str1 小于 str2。  
> 如果返回值大于 0，则表示 str1 大于 str2。  
> 如果返回值等于 0，则表示 str1 等于 str2。  
> ![在这里插入图片描述][8bb81f4bd2bc48619c2e3fc805b03792.png]

#### 2.4.1、strcmp – 模拟实现 ####

/*
    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*/
    
    int my_strcmp(char* str1, char* str2)
    {
        
    	assert(str1 && str2);
    	while (*str1 == *str2)
    	{
        
    		if (*str1 == '\0')
    		{
        
    			return 0;
    		}
    		str1++;
    		str2++;
    	}
    	
    	return *str1 - *str2;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr1[] = "abcp";
    	char arr2[] = "abcp";
    	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
    
    	printf("%d\n", ret);
    	return 0;
    }

**上面使用的函数都是不限制字符串长度的，而下面的 strncpy – 拷贝n个字符, strncat – 拼接n个字符，strncmp – 比较n个字符，这些都是长度收限制的函数**

### 2.5、strncpy – 拷贝n个字符 ###

[strncpy][]  
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。  
> ![在这里插入图片描述][91265b5917434d3f947f66b45d352624.png]

#### 2.5.1、strncpy – 模拟实现 ####

char* my_strncpy(char* arr1, char* arr2, int n)
    {
        
    	char* ret = arr1;
    	while (n)
    	{
        
    		*arr1++ = *arr2++;
    		n--;
    	}
    	return ret;
    }
    
    int main()
    {
        
    	char arr1[] = "abcdefghi";
    	char arr2[] = "****";
    	my_strncpy(arr1, arr2, 2);
    
    	printf("%s\n", arr1);
    	return 0;
    }

### 2.6、strncat – 拼接n个字符 ###

[strncat][]  
char \* strncat ( char \* destination, const char \* source, size\_t num );

> Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.  
> If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied.  
> 将源的第一个数字字符追加到目标，外加一个终止空字符。如果源中 C 字符串的长度小于 num，则仅复制终止空字符之前的内容。  
> ![在这里插入图片描述][33d9e7e9b70b468e9ac8f0f8c7543ef2.png]

#### 2.6.1、strncat – 模拟实现 ####

char* my_strncat(char* dest, char* scr, int n)
    {
        
    	assert(dest && scr);
    	char* ret = dest;
    	while (*dest != '\0')
    	{
        
    		dest++;
    	}
    
    	while (n)
    	{
        
    		if (*scr != '\0')
    		{
        
    			*dest++ = *scr++;
    		}
    		n--;
    	}
    	return ret;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr1[10] = "abc\0";
    	char arr2[] = "****";
    	my_strncat(arr1, arr2, 6);
    
    	printf("%s\n", arr1);
    	return 0;
    }

### 2.7、strncmp – 比较n个字符 ###

[strncmp ][strncmp]  
int strncmp ( const char \* str1, const char \* str2, size\_t num );

> Compares up to num characters of the C string str1 to those of the C string str2.  
> 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, until a terminating null-character is reached, or until num characters match in both >strings, whichever happens first.  
> 将 C 字符串 str1 的字符数与 C 字符串 str2 的字符数进行比较。  
> 此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续使用以下对，直到字符不同，直到达到终止的空字符，或者直到两个字符串中的 num 字符匹配，以先发生者为准。  
> 比较到出现另个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完。
> 
> > 该函数返回值如下：  
> > 如果返回值 < 0，则表示 str1 小于 str2。  
> > 如果返回值 > 0，则表示 str1 大于 str2。  
> > 如果返回值 = 0，则表示 str1 等于 str2。  
> > ![在这里插入图片描述][89f63f3a0cd64c86bf0253de8514f094.png]

#### 2.7.1、strncmp – 模拟实现 ####

int my_strncmp(char* str1, char* str2, int n)
    {
        
    	while (*str1 && *str2 && (*str1 == *str2) && (n > 0))
    	{
        
    		str1++;
    		str2++;
    		n--;
    	}
    	return *str1 - *str2;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr1[] = "abcdef";
    	char arr2[] = "aQ";
    	int ret = my_strncmp(arr1, arr2, 2);
    
    	printf("%d\n", ret);
    	return 0;
    }

### 2.8、strstr – 字符串查找（查找子字符串） ###

[strstr][]  
const 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.  
> The matching process does not include the terminating null-characters, but it stops there.  
> 返回指向 str1 中第一次出现的 str2 的指针，如果 str2 不是 str1 的一部分，则返回一个空指针。匹配过程不包括终止空字符，但到它此为止。  
> 在一个字符串中查找另一字符串是否存在  
> ![在这里插入图片描述][eb0d110bafe542f7a57079d78ba8bc44.png]

#### 2.8.1、strstr – 模拟实现 ####

char* my_strstr(char* str1, char* str2)
    {
        
    	assert(str1 && str2);
    	if (str2 == "")
    	{
        
    		return str1;
    	}
    	char* cp = str1;
    	char* s1 = str1;
    	char* s2 = str2;
    	while (*cp)
    	{
        
    		s1 = cp;
    		s2 = str2;
    		while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' &&  *s1 == *s2)
    		{
        
    			s1++;
    			s2++;
    		}
    		if (*s2 == '\0')
    		{
        
    			return cp;
    		}
    		cp++;
    	}
    
    	return NULL;
    }
    int main()
    {
        
    	char arr1[] = "i am good student, hehe, student";
    	char arr2[] = "student";
    	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
    	if (ret == NULL)
    	{
        
    		printf("找不到\n");
    	}
    	else
    	{
        
    		printf("%s\n", ret);
    	}
    	return 0;
    }

![在这里插入图片描述][9676070b2c384eeca54406993079d9eb.png]

### 2.9、strtok – 切分字符串 ###

[strtok][]  
char \* strtok ( char \* str, const char \* spe );

> 1、sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合  
> 2、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。  
> 3、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贝的内容并且可修改。）
> 
> 4、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。  
> 5、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。  
> 6、如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。  
> ![在这里插入图片描述][5579ee635347416d8e9a57ef8c47375b.png]  
> **使用这个函数的时候，是在arr1的字符串里面将arr2里面的字符替换，所以使用的时候最好是拷贝一份在使用**

### 2.10、strerror – 错误信息报告 ###

[strerror][]  
char \* strerror ( int errnum );

> 从内部数组中搜索错误号 errnum，并返回一个指向错误消息字符串的指针。strerror 生成的错误字符串取决于开发平台和编译器。  
> errnum – 错误号，通常是 errno。  
> 该函数返回一个指向错误字符串的指针，该错误字符串描述了错误 errnum。

![在这里插入图片描述][4e8998cea8ff4d98ad5316e1ddd7c8ae.png]

## 三、内存函数 ##

### 3.1、memcpy – 内存拷贝 ###

[memcpy][]  
void \* memcpy ( void \* destination, const void \* source, size\_t num );

> destination-- 指向用于存储复制内容的目标数组，类型强制转换为 void\* 指针。  
> source-- 指向要复制的数据源，类型强制转换为 void\* 指针。  
> num – 要被复制的字节数。  
> 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。  
> 这个函数在遇到 ‘\\0’ 的时候并不会停下来。  
> 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。  
> ![在这里插入图片描述][f89d02db399f4538bb545285e9ec111d.png]  
> ![在这里插入图片描述][679dfac9ba9e476882c84c0c36c77b6e.png]  
> ![在这里插入图片描述][f43d05c540fd4f1aa419409ba4b5e294.png]  
> ![在这里插入图片描述][2bb573e462684b6ca2024b1389bde491.png]

#### 3.1.1、memcpy-- 模拟实现 ####

void* my_memcpy(void* dest, void* src, int num)
    {
        
    	void* ret = dest;
    	while (num--)
    	{
        
    		*(char*)dest = *(char*)src;
    		dest = (char*)dest + 1;
    		src = (char*)src + 1;
    	}
    
    	return ret;
    }
    int main()
    {
        
    	int arr1[] = {
         1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    	int arr2[20] = {
         0 };
    	my_memcpy(arr2, arr1, 9 * sizeof(arr1[0]));
    	int i = 0;
    	for (i = 0; i < 20; i++)
    	{
        
    		printf("%d ", arr2[i]);
    	}
    	return 0;
    }

### 3.2、memmove – 内存拷贝 ###

[memmove][]  
void \* memmove ( void \* destination, const void \* source, size\_t num );

> 从 source复制 num 个字符到 destination，但是在重叠内存块这方面，memmove() 是比 memcpy() 更安全的方法。如果目标区域和源区域有重叠的话，memmove() 能够保证源串在被覆盖之前将重叠区域的字节拷贝到目标区域中，复制后源区域的内容会被更改。如果目标区域与源区域没有重叠，则和 memcpy() 函数功能相同。  
> 该函数不检查源中的任何终止空字符 - 它总是准确地复制字节数。  
> 为避免溢出，目标参数和源参数指向的数组的大小应至少为字节数。

#### 3.2.1、memmove – 模拟实现 ####

void* my_memmove(void* dst, const void* src, size_t count)
    {
        
    	void* ret = dst;
    	if (dst <= src || (char*)dst >= ((char*)src + count)) {
        
    		
    		while (count--) {
        
    			*(char*)dst = *(char*)src;
    			dst = (char*)dst + 1;
    			src = (char*)src + 1;
    		}
    	}
    	else {
        
    		
    		dst = (char*)dst + count - 1;
    		src = (char*)src + count - 1;
    		while (count--) {
        
    			*(char*)dst = *(char*)src;
    			dst = (char*)dst - 1;
    			src = (char*)src - 1;
    		}
    	}
    }
    int main()
    {
        
    	int arr1[] = {
         1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
    	int arr2[20] = {
         0 };
    	my_memmove(arr2+3, arr1, 9 * sizeof(arr1[0]));
    	int i = 0;
    	for (i = 0; i < 20; i++)
    	{
        
    		printf("%d ", arr2[i]);
    	}
    	return 0;
    }

[strlen]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strlen/?kw=strlen
[d4824f1423f54ae8aecb5fa5c4f44999.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/d4824f1423f54ae8aecb5fa5c4f44999.png
[strcpy]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strcpy/
[f74842ab341541d58bde757040ea10c9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/f74842ab341541d58bde757040ea10c9.png
[strcat]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strcat/
[45912a92948b4b2f8923e5ca2e1ba45f.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/45912a92948b4b2f8923e5ca2e1ba45f.png
[strcmp]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strcmp/
[8bb81f4bd2bc48619c2e3fc805b03792.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8bb81f4bd2bc48619c2e3fc805b03792.png
[strncpy]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strncpy/
[91265b5917434d3f947f66b45d352624.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/91265b5917434d3f947f66b45d352624.png
[strncat]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strncat/
[33d9e7e9b70b468e9ac8f0f8c7543ef2.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/33d9e7e9b70b468e9ac8f0f8c7543ef2.png
[strncmp]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strncmp/
[89f63f3a0cd64c86bf0253de8514f094.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/89f63f3a0cd64c86bf0253de8514f094.png
[strstr]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strstr/
[eb0d110bafe542f7a57079d78ba8bc44.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/eb0d110bafe542f7a57079d78ba8bc44.png
[9676070b2c384eeca54406993079d9eb.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/9676070b2c384eeca54406993079d9eb.png
[strtok]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strtok/
[5579ee635347416d8e9a57ef8c47375b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/5579ee635347416d8e9a57ef8c47375b.png
[strerror]: https://cplusplus.com/reference/cstring/strerror/?kw=strerror
[4e8998cea8ff4d98ad5316e1ddd7c8ae.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/4e8998cea8ff4d98ad5316e1ddd7c8ae.png
[memcpy]: https://cplusplus.com/reference/cstring/memcpy/?kw=memcpy
[f89d02db399f4538bb545285e9ec111d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/f89d02db399f4538bb545285e9ec111d.png
[679dfac9ba9e476882c84c0c36c77b6e.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/679dfac9ba9e476882c84c0c36c77b6e.png
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[memmove]: https://cplusplus.com/reference/cstring/memmove/