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✒️ 前言

本小节我们将学习字符分类函数，字符串转换函数，使用库函数实现函数(tolower,toupper) 的大小写转换，当然还有字符串转换成整数（isdigit和atoi），使用（snprintf）将整数怎么转换回字符串。最后还有strlen函数的三种模拟实现。文章干货满满，让我们学习起来！

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💯字符分类函数

这些函数都定义在 ctype.h 头文件中。
它们的参数 c 是字符，返回值为非零(true)或零(false)。
ctype.h --iscntrl©- 任何控制字符
- isalpha© - 检查是否为字母字符( a ~z 或A ~ Z)
-isupper© - 检查是否为大写字母字符(A ~Z)
- islower© - 检查是否为小写字母字符(A ~Z)
- isdigit© - 检查是否为数字字符(十进制 0 ~ 9)
- isxdigit© - 检查是否为十六进制数字字符 （包括所有十进制数字，小写字母a ~ f ,大写字母A ~ F）
- isalnum© - 检查是否为字母或数字字符( a ~z 或A ~ Z或0 ~ 9)
- isspace© - 检查是否为空白字符(空白字符：空格‘’、换页‘\f’,换行‘\n’,制表符‘\t’或者垂直制表符‘\v’等)
- ispunct© - 检查是否为标点符号字符(任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印)）
- isprint© - 检查是否为可打印字符（任何可打印字符，包括图形字符和空白字符）
- isgraph© - 检查是否为除空格外的可打印字符（任何图形字符）

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似，如 islower:

 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。

#include <ctype.h>int main()
{char arr[] = "A SeN yaO Zi XIn";int i = 0;while (arr[i]){if (islower(arr[i])){arr[i] = arr[i] - 32;}putchar(arr[i]);i++;}return 0;
}

例如isalpha：

#include <ctype.h>int main() 
{char c = 'a';if (isalpha(c))//检查是否为==字母==字符( 'a '~'z' 或'A' ~ 'Z'){printf("%c is an alphabetic character.\n", c);}return 0;
}

💯 💯字符串转换函数

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

这两个函数用于转换字母字符的大小写。

例如：

#include <ctype.h>
#include <stdio.h>
int main()
{char arr[] = "I Am A Student";int i = 0;while (arr[i]){if (isupper(arr[i])){//arr[i] = arr[i] + 32;arr[i] = tolower(arr[i]);}putchar(arr[i]);i++;}return 0;
}

既然可以字符大小写换，那有没有字符串和数字转换的函数呢？答案是有的。

• isdigit检查单个字符是否是数字
• atoi将整个字符串转换为整数

1. isdigit函数：

int isdigit(int c);

isdigit函数用于检查给定字符是否是一个ASCII数字字符。它返回一个非零值或0来指示字符是否是数字（在ctype.h头文件中）。

2. atoi函数：

int atoi(const char *str);

atoi函数用于将字符串转换为相应的整数值。它会跳过字符串前面的空格，然后将字符串中连续的数字字符转换为整数返回。（使用atoi函数需要包含stdlib.h头文件）

它们都是标准C库中常用的字符串和数字转换函数。

isdigit:用于检查单个字符c是否是一个数字字符。如果是数字字符，它会返回c对应的ASCII数字值，否则返回0。
atoi(str):用于将字符串str转换为整数。它会跳过字符串前面的空白字符，然后将字符串中的数字字符转换为相应的整数值返回。

这两个函数经常一起使用，来实现字符串到整数的转换：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ctype.h>
int main() 
{char str[] = "123";int i = 0;int sum = 0;for (i = 0; str[i] != '\0'; i++) {if (isdigit(str[i])) //使用isdigit检查每个字符是否是数字{sum = sum * 10 + (str[i] - '0');}//如果是数字，则取它的ASCII值减去'0'得到实际值，累加计算字符串整数值}printf("isdigit 逐个转换: %d\n", sum);int num = atoi(str);//或者直接使用atoi直接转换整个字符串printf("atoi 直接转换: %d\n", num);return 0;
}

运行代码如下：

既然有实现字符串到整数的转换，那也可以将整数转换为字符串吧！没错！老铁，杠杠的！

snprintf函数可以将整数转换为字符串

snprintf函数原型：

int snprintf ( char * str, size_t n, const char * format, ... );

其中：

• char *str 是目标字符串缓冲区指针
• size_t size 是缓冲区大小缓冲区中要使用的最大字节数。生成的字符串的长度最多为 n-1，为额外的终止 null 字符留出空间。(size_t 是无符号整数类型。)
• const char *format 是格式字符串
• ... 表示可变参数列表,根据格式字符串，该函数可能需要一系列附加参数，每个参数都包含一个值，用于替换格式字符串中的格式说明符（或指向存储位置的指针，对于 n）。这些参数的数量应至少与格式说明符中指定的值数一样多。该函数将忽略其他参数。

注意：snprintf函数的返回类型是一个int值，表示实际写入目标字符串(不包括终止null字符’\0’)的字符数。
如果返回值等于或大于指定的size,就表示格式化字符串写入目标缓冲区时会发生截断。
如果足够大，则将写入的字符数，不包括终止 null 字符。
如果发生编码错误，则返回负数。
请注意，只有当此返回值为非负且小于 时，字符串才被完全写入。

总结：我们可以把可变参数(...)设置为整数num,(const char * format)格式是==“%d”,存储进大小为size_t n的目标字符数组str==中就可以解决了。

上代码：

#include <stdio.h>int main()
{int num = 123456;//定义一个整数numchar str[10] ;//字符数组str作为目标缓冲区int len = snprintf(str, sizeof(str), "%d", num);//调用snprintf进行格式化转换，并用len接收返回值printf("%d\n", len);//查看他返回的写入字符串的个数if (len < 0) {printf("编码错误\n");return -1;}if (len >= sizeof(str)) {printf("截断，数字长度大于缓冲区大小\n");}else{printf("字符串转换成功: %s\n", str);printf("字符串写入成功且第二个元素是: %c\n", str[1]);}return 0;
}

代码运行：

在代码中，我没有给字符数组str赋值 char str[10] ;//字符数组str作为目标缓冲区，在整数123456调试中我们可以看到str[6]=='\0'
'\0'哪里来的呢？
我们通过前面知道snprintf函数的返回值表示实际写入目标字符串的字符数，但不包括结尾的null字符’\0’。
至于null字符'\0'是怎么来的，snprintf在写入字符串时，会自动在结尾添加一个null字符'\0’,用来标识字符串的结束。
整数"123456"转换为字符串，需要6个字符加1个null字符，总长度是7。
因此我们需要在目标字符串内存中预留了null字符所占的空间

	int num = 1234567890;//将num重新定义10个整数char str[10] ;//字符数组str作为目标缓冲区

因此我们需要在目标字符串内存中预留了null字符所占的空间，不然会发生截断

💯 💯 💯strlen的使⽤

 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<string.h>

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[] = "abcdef";//[a b c d e f \0]char arr2[] = { 'a', 'b', 'c' ,'\0'};//[a b c]size_t len = strlen(arr2);printf("%zd\n", len);return 0;
}

有个易错题：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{const char* str1 = "abcdef";//6const char* str2 = "bbb";//3if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0){printf("str2>str1\n");}else{printf("srt1>str2\n");}return 0;
}

答案是什么呢？
运行启动：

为什么呢？

strlen返回的字符串长度类型是size_t,它是一个无符号整数类型。

• str1长度为6
• str2长度为3
• strlen(str2) - strlen(str1) 计算为3 - 6,结果是-3
• 但是-3作为size_t类型，它是一个无符号整数，所以它的值实际上是大于0的，所以打印的是"str2>str1"。

注意：
size_t是一个无符号整数类型
例如在32位系统中：
size_t最大值为2^32 - 1
-3作为size_t,它的值就是2^32 - 1 - 3他的值远远大于0.

💯 💯 💯 💯 strlen的3种模拟实现方式

1. 创建临时变量count

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>size_t my_strlen1(const char* str)
{size_t count = 0;assert(str != NULL);while (*str){count++;str++;}return count;
}

2.指针减指针

start指针记录起始位置，str指针遍历字符串，返回二者差值即为长度。

size_t my_strlen2(const char* str)
{assert(str);const char* start = str;while (*str){str++;}return str - start;//两指针相减得到的是中间的元素个数
}

3.函数递归遍历（不使用临时变量，求字符串长度）

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

例如，递归abcdefmy_strlen("abcdef");
1+my_strlen("bcdef");
1+1+my_strlen("cdef");
1+1+1+my_strlen("def");
1+1+1+1+my_strlen("ef");
1+1+1+1+1+my_strlen("f");
1+1+1+1+1+1+my_strlen("");
1+1+1+1+1+1+0;

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📝总结

通过学习字符分类函数、字符串转换函数和字符串长度计算的原理和用法，我们可以更好地理解字符和字符串的处理方式，并能够灵活运用这些函数进行字符和字符串的处理。这些函数在实际的开发中经常会用到，掌握它们的使用方法对于提高开发效率和代码质量都很重要。

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