C语言字符函数和字符串函数以及内存函数(全是代码版）：一篇文章让你秒懂基础！

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前言

在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了⽅便操作字符和字符串，C语⾔标准库中提供了⼀系列库函数，接下来我们就学习⼀下这些函数。

1. 字符分类函数

C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的，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是 ctype.h

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似，我们就讲解⼀个函数的事情，其他的⾮常类似：

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。

练习：

#include <stdio.h>#include <ctype.h>int main (){int i = 0;char str[] = "Test String.\n";char c;while (str[i]){c = str[i];if (islower(c)) 
c -= 32;
putchar(c);i++;}return 0;}

2. 字符转换函数

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

上⾯的代码，我们将⼩写转⼤写，是-32完成的效果，有了转换函数，就可以直接使⽤数。#include <stdio.h>#include <ctype.h>int main (){int i = 0;char str[] = "Test String.\n";char c;while (str[i]){c = str[i];if (islower(c)) 
c = toupper(c);putchar(c);i++;}return 0;}tolower

3.sizeof和strlen的对⽐

3.1sizeof

在学习操作符的时候，我们学习了 sizeof ， sizeof 计算变量所占内存内存空间⼤⼩的，单位是字节，如果操作数是类型的话，计算的是使⽤类型创建的变量所占内存空间的⼤⼩。

sizeof 只关注占⽤内存空间的⼤⼩，不在乎内存中存放什么数据.

比如：

#inculde <stdio.h>int main(){int a = 10;printf("%d\n", sizeof(a));printf("%d\n", sizeof a);printf("%d\n", sizeof(int));return 0;}

3.2strlen

strlen 是C语⾔库函数，功能是求字符串⻓度。函数原型如下：

 size_t strlen ( const char * str );

统计的是从 strlen 函数的参数 str 中这个地址开始向后， \0 之前字符串中字符的个数。 strlen 函数会⼀直向后找 \0 字符，直到找到为⽌，所以可能存在越界查找。

 #include <stdio.h>int main(){char arr1[3] = {'a', 'b', 'c'};char arr2[] = "abc";printf("%d\n", strlen(arr1));printf("%d\n", strlen(arr2));}printf("%d\n", sizeof(arr1));printf("%d\n", sizeof(arr1));return 0;

3.3sizeof 和strlen的对⽐

sizeof

1. sizeof是操作符

2. sizeof计算操作数所占内存的⼤⼩，单位是字节

3. 不关注内存中存放什么数据

strlen

1. strlen是库函数，使⽤需要包含头⽂件 string.h

2. srtlen是求字符串⻓度的，统计的是 \0 之前字符的隔个数

3. 关注内存中是否有 \0 ，如果没有 \0 ，就会持续往后找，可能会越界

4.strlen的使⽤和模拟实现

size_t strlen ( const char * str );

• 字符串以含 '\0' )。 '\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 • 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

• strlen的使⽤需要包含头⽂件

strlen的模拟实现：

⽅式1：

//计数器⽅式int my_strlen(const char * str){int count = 0;assert(str);while(*str){count++;str++;}return count;}

⽅式2：

//不能创建临时变量计数器int my_strlen(const char * str){assert(str);if(*str == '\0')return 0;elsereturn 1+my_strlen(str+1);}

⽅式3：

//指针-指针的⽅式int my_strlen(char *s){assert(str);char *p = s;while(*p != ‘\0’ )p++;return p-s;}

5.strcpy 的使⽤和模拟实现

• 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。

• 学会模拟实现。

strcpy的模拟实现:

//1.参数顺序//2.函数的功能，停⽌条件//3.assert//4.const修饰指针//5.函数返回值//6.题⽬出⾃《⾼质量C/C++编程》书籍最后的试题部分char *my_strcpy(char *dest, const char*src){        
char *ret = dest;assert(dest != NULL);assert(src != NULL);while((*dest++ = *src++)){;}return ret;}

6. strcat 的使⽤和模拟实现

• 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。

• 字符串⾃⼰给⾃⼰追加，如何？

模拟实现strcat函数：

char *my_strcat(char *dest, const char*src){char *ret = dest;
assert(dest != NULL);assert(src != NULL);while(*dest){dest++;}while((*dest++ = *src++)){;}return ret;}

7.strcmp的使⽤和模拟实现

◦ 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

◦ 那么如何判断两个字符串？⽐较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的⼤⼩。

strcmp函数的模拟实现：

int my_strcmp (const char * str1, const char * str2){int ret = 0 ;assert(src != NULL);assert(dest != NULL);while(*str1 == *str2){if(*str1 == '\0')return 0;str1++;str2++;}return *str1-*str2;}

8.strncpy 函数的使⽤

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

• 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。

9.strncmp函数的使⽤

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

10.memcpy使⽤和模拟实现

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

• 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination指向的内存位置。

• 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。

 #include <stdio.h>#include <string.h>int main(){int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[10] = { 0 };memcpy(arr2, arr1, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;}

对于重叠的内存，交给memmove来处理。 memcpy函数的模拟实现:

 void * memcpy ( void * dst, const void * src, size_t count){void * ret = dst;assert(dst);assert(src);/** copy from lower addresses to higher addresses*/while (count--) {*(char *)dst = *(char *)src;dst = (char *)dst + 1;src = (char *)src + 1;}}return(ret);

11.memmove使⽤和模拟实现

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

• 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的。

• 如果源空间和⽬标空间出现重叠，就得使⽤memmove函数处理。

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memmove(arr1+2, arr1, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;}

memmove的模拟实现：

void * memmove ( void * dst, const void * src, size_t count){void * ret = dst;if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count)) {/** Non-Overlapping Buffers* copy from lower addresses to higher addresses*/while (count--) {*(char *)dst = *(char *)src;dst = (char *)dst + 1;src = (char *)src + 1;}}else {/** Overlapping Buffers* copy from higher addresses to lower addresses*/dst = (char *)dst + count - 1;src = (char *)src + count - 1;while (count--) {*(char *)dst = *(char *)src;dst = (char *)dst - 1;src = (char *)src - 1;}}return(ret);}

12. memset函数的使⽤

 void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

memset是⽤来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。

#include <stdio.h>#include <string.h>int main (){char str[] = "hello world";memset (str,'x',6);printf(str);return 0;}

13.memcmp函数的使⽤

 int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

• ⽐较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节

• 返回值如下：

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";int n;n = memcmp(buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));if (n > 0) 
printf("'%s' is greater than '%s'.\n", buffer1, buffer2);else if (n < 0) 
printf("'%s' is less than '%s'.\n", buffer1, buffer2);else 
printf("'%s' is the same as '%s'.\n", buffer1, buffer2);return 0;}