字符函数和字符串函数

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前言

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。

常量字符串适用于那些对它不做修改的字符串函数。


目录

前言

字符分类函数

函数介绍

strlen

正常情况下的strlen的使用 

在没有' \0 '的情况下

(易错)strlen的返回值是无符号类型

学会strlen函数的模拟实现       

1.计数器方法

2.指针-指针方法

3.递归方法

strcpy

正常情况下:

 源字符串必须以 '\0' 结束

 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

strcat

正常使用

strcat的模拟实现

strcmp

介绍

strcpy的模拟实现

长度受限函数

strncpy

strncpy的使用

源字符串的⻓度⼩于num

strncpy的模拟实现 

strncat

 strncat的使用

strncmp

strstr

 strstr的使用

strstr的模拟实现

strtok

strerror

strerror的使用



字符分类函数

C语言中有一系列的函数是专门做字符分类,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ctype.h

函数如果它的参数符合下列条件就返回真
iscntrl任何控制字符
isspace空白字符:空格‘ ’,换页‘\f’,换行‘\n’,回车‘\r’,制表符‘\t’,或者垂直制表符‘\v’
isdigit十进制数字‘0’~‘9’字符
isxdigit十六进制数字,包括所有十进制数字字符,小写字母a~f,大写字母A~F
islower小写字母a~z
isupper大写字母A~Z
isalpha字母a~z或A~Z
isalnum

字母或者数字,a~z,A~Z,0~9

ispunct标点符号,任何不属于数字或者字母的图形字符(可打印)
isgraph任何图形字符
isprint任何可打印字符,包括图形字符和空白字符

函数介绍

strlen

size_t strlen( const char* str );
  • 字符串以 ‘ \0 ’作为结束标志,strlen 函数返回的是再字符串中' \0 '前面出现的字符个数(不包括' \0 ' )。
  • 参数指向的自负床必须以 ' \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<string.h>

正常情况下的strlen的使用 

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr[] = "abcdef";//abcdef\0int len = strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

返回结果为6。一共是六个字符。 

在没有' \0 '的情况下

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr[] = { 'a','b','c' };int len = strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

这里返回的就是一个随机值,因为没有' \0 '函数就会一直查找下去,直到遇到内存中的' \0 '才会停止 ,所以这里返回的是随机值。

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(易错)strlen的返回值是无符号类型

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{if (strlen("abc") - strlen("abcdef")){printf(">\n");}else{printf("<\n");}return 0;
}

对strlen的返回类型不了解容易产生错误

由于strlen返回的是无符号类型,所以无符号类型的变量相减,得到的也是无符号类型,不会有负数

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{if (strlen("abc") - strlen("abcdef")){printf(">\n");}else{printf("<\n");}return 0;
}

学会strlen函数的模拟实现       

学会strlen的模拟实现,可以让我们进一步地了解strlen 的内部结构,也能让我们掌握编写函数的能力。

当我们在编写函数的时候,都要想到3种方法,

1.计数器方法

2.指针-指针方法

3.递归方法

1.计数器方法

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{size_t count = 0;assert(str);while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}
int main()
{char arr[] = "abcdef";size_t n = my_strlen(arr);printf("%u\n", n);return 0;
}

2.指针-指针方法

这里是指针-指针的方法,通过指针-指针的方法同样可以实现strlen函数。

但是这里要注意:指针-指针,我们要用高地址的指针来减低地址的指针,不然就会返回负数,无符号类型没有负数就会返回一个较大的数,这里容易产生错误

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{char* tmp = str;assert(str);while (*str != '\0'){str++;}return (str-tmp);
}
int main()
{char arr[] = "abcdef";size_t n = my_strlen(arr);printf("%u\n", n);return 0;
}

3.递归方法

递归就是直接或者间接地调用自身,把一个大型复杂的程序简化为规模较小的程序,将大量的程序用简单的程序来代替。

递归的主旨是将大事化小。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{char count = 0;assert(str);if (*str == '\0')return 0;else{count++;str++;}return (count + my_strlen(str));
}
int main()
{char arr[] = "abcdef";size_t n = my_strlen(arr);printf("%u\n", n);return 0;
}

strcpy

字符串拷贝

把source空间的字符串传给destination空间里去。

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

正常情况下:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char name[20] = { 0 };strcpy(name,"zhangsan");printf("%s\n", name);return 0;
}

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 源字符串必须以 '\0' 结束

这里的arr数组并没有这个‘ \0 ’就会导致不相干的其他内容被拷贝到数组中,并且会有数组越界。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char name[20] = "xxxxxxxx";char arr[] = { 'a','b','c' };strcpy(name, arr);printf("%s\n", name);return 0;
}

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 ⽬标空间必须⾜够⼤,以确保能存放源字符串

如果空间不够大,将大内存的内容存放到这个空间,系统就会崩溃,还会产生越界访问。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char name[3] = "";char arr[] = "abcdef";strcpy(name, arr);printf("%s\n", name);return 0;
}

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⽬标空间必须可修改

这里的“abcdef”是常量字符串,不可以修改,强行修改的话,就会产生访问冲突。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char* p = "abcdef";char arr[] = "abc";strcpy(p, arr);return 0;
}

strcpy的模拟实现

strcpy的实现原理就是,

将字符串一一对应地从source移到dest上去。

source,dest表示的是字符数组,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。

由于是数组,source ,dest表示的都是数组名,就是首元素的地址,source表示的就是 ' a '.

我们要把source搬到dest上,*dest = *source,就是将第一个元素搬过去

然后就是source++,dest++,逐个地将每一个元素都搬运过去。

assert,断言,作用是防止传过来的参数是空指针。

#include<stdio.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* source)
{assert(dest && source);char* start = dest;while (*source != '\0'){*dest = *source;dest++;source++;}*dest = *source;return start;  //strcpy的返回值是目标字符串,所以要将原来的dest的位置记下来
}
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[20] = { 0 };my_strcpy(arr2, arr1);printf("%s\n", arr2);return 0;
}

strcat

字符串追加,当我们想要在原有的字符串后面追加字符串。

char * strcat ( char * destination, const char * source )
  • 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。

正常使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr1[20] = "hello ";strcat(arr1, "world");printf("%s\n", arr1);return 0;
}

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strcat的模拟实现

strcat的实现原理,

就是现在dest找到' \0 ',然后从' \0 ' 开始将需要追加的字符串加到后面。

1.找到dest 的' \0 ' ,如果dest不是' \0 ' ,那就dest++;

2.直到找到我们的' \0 '.拷贝字符串。

#include<stdio.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* source)
{assert(dest && source);char* start = dest;//1.找到dest的' \0 'while (*dest != '\0'){dest++;}//2.拷贝字符串while (*dest++ = *source++){;}return start;
}
int main()
{char arr1[20] = "hello ";strcat(arr1, "world");printf("%s\n", arr1);return 0;
}

strcmp

介绍

比较字符串

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

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 strcmp是一位一位通过ASCII码值进行比较的,如果是下面两个字符数组比较,就是

第一位一样,第二位一样

第三位arr2的q比arr1的c大,

那么arr2就比arr1大

#include<stdio.h>
int main()
{char arr1[20] = "abc";char arr2[] = "abcd";int num = strcmp(arr1, arr2);if (num < 0){printf("<\n");}else if(num = 0){printf("=\n");}else{printf(">\n");}return 0;
}

strcpy的模拟实现

strcpy的实现原理

通过ASCII码值进行一一比较,如果arr1,arr2的元素相同的话,就进行下一位的比较。

直到遇到不一样的元素进行比较,直接返回它们的差就可以了。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);while (*str1 == *str2){str1++;str2++;}return *str1 - *str2;}
int main()
{char arr1[20] = "abc";char arr2[] = "abcd";int num = my_strcmp(arr1, arr2);if (num < 0){printf("<\n");}else if(num = 0){printf("=\n");}else{printf(">\n");}return 0;
}

长度受限函数

strncpy

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

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  • 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。

strncpy的使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr1[20] = "abcdef";char arr2[] = "hello world";strncpy(arr1, arr2, 5);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

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源字符串的⻓度⼩于num

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr1[20] = "abcdef";char arr2[] = "bit";strncpy(arr1, arr2, 5);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

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strncpy的模拟实现 

和strcpy不同的是,strncpy有长度的限制,原来的while循环,加上num--的限制条件。

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。

char* my_strncpy(char* dest, const char* source, size_t num)
{assert(dest && source);char* start = dest;while (num && *source){num--;*dest++ = *source++;}while(num != 0){*dest = '\0';dest++;num--;}return start;
}

strncat

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num )
  • 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的使用

#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;
}

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strncmp

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.

strstr

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

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  •  函数返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置
  • 字符 串的⽐较匹配不包含 \0 字符,以 \0 作为结束标志

 strstr的使用

如果存在子串的内容,就会返回子串在字符串中的位置。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char email[] = "zpw@bitejiuyeke.com";char substr[] = "bitejiuyeke";char* ret = strstr(email, substr);if (ret == NULL){printf("子串不存在\n");}else{printf("%s\n", ret);}return 0;
}

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strstr的模拟实现

char* my_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);
}

strtok

char * strtok ( char * str, const char * delimiters )

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  • 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。

如果ret为空指针,strtok就会返回空指针。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{const char* sep = "@.";char email[] = "zhangpenwei@bitejiuyeke.com";char* ret = strtok(email, sep);printf("%s\n", email);ret = strtok(NULL, sep);printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, sep);printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, sep);printf("%s\n", ret);return 0;
}

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这样就可以不需要知道email有多少个分割符。 

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{const char* sep = "@.";char email[] = "zhangpenwei@bitejiuyeke.com";char* ret = NULL;for (ret = strtok(email, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep)){printf("%s\n", ret);}return 0;
}

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strerror

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。
  • errno是C语言设置的一个全局的错误码存放的的变量。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{int i = 0;for (i = 0; i <= 10; i++){printf("%s\n", strerror(i));}return 0;
}

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strerror的使用

有了strerror,我们就可以明确地知道错误信息是什么。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>
int main()
{FILE* pf = fopen("test.txt", "r");if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}else//return 0;
}

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