在21世纪的我用C语言探寻世界本质——字符函数和字符串函数(2)

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人无完人，持之以恒，方能见真我！！！
共同进步！！

文章目录
  • 一、strncpy函数的使用
  • 二、strncat函数的使用
  • 三、strncmp函数的使用
  • 四、strstr的使用和模拟实现
  • 五、strtok函数的使用
  • 六、strerror和perror函数的使用
    • 1.strerror函数
    • 2.perror函数

一、strncpy函数的使用

我们之前学习的strcpy的作用是把源字符串拷贝到目标空间内，而且经过我们的模拟实现，我们也意识到它拷贝的时候会把目标空间的内容给替换了，我们可以来测试一下：

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可以看到，将arr2的内容拷贝到arr1中时，把arr1原本的内容替换了，那假设我们不想让它全部拷贝过来，只是拷取一部分OK不OK

这个时候就要引入我们带n的字符串函数，那个多出来的n就代表数量，是我们想拷贝字符串时，要拷贝的字符的个数
而不带n的字符串函数和带n的字符串函数的根本区别是带n的字符串函数更灵活，可以指定拷贝的字符的个数，所以也叫带n的字符串函数为受限制的字符串函数，不带n的为不受限制的字符串函数

接下来我们来看看本次讲到的strncpy函数的原型：

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

它的参数与strcpy的区别就是多了最后一个参数，它的作用就是指定我们要拷贝的字符的个数
它的特点如下：

  • 拷num个字符从源字符串到标空间
  • 如果源字符串的度于num，则拷完源字符串之后，在标的后边追加，直到num个
#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[20] = "abcdef";char arr2[20] = "ghijklmn";strncpy(arr1, arr2, 3);printf("%s
", arr1);return 0;
}

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可以看到只拷贝了arr2中的前三个字符进arr1，并且覆盖了arr1的前三个字符，这就是strncpy的作用
至于strncpy的模拟实现，与strcpy的模拟实现相似，这里就不再过多讲解

二、strncat函数的使用

strncat也是带n家族的一员，多n的原因和strncpy差不多，就是用来指定要追加到目标空间的字符的个数，它的原型如下：

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

它的特点是：

  • 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，再追加个 字符
  • 如果source指向的字符串的字符个数于num的时候，只会将字符串中到 的内容追加到destination指向的字符串末尾

了解到这里我们来尝试使用一下strncat，把arr2的前3个字符追加到arr1里，如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[20] = "abcdef";char arr2[20] = "ghijklmn";strncat(arr1, arr2, 3);printf("%s
", arr1);return 0;
}

运行结果：

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如果后面的第三个参数num大于arr2的大小会发生什么呢？
运行结果：

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调试结果:

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三、strncmp函数的使用

strncmp的作用就是比较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续往后较，最多较num个字

如果在这num个字符中发现不样，就看此时哪个字符串更大，前者大就返回大于0的数，如果后者大，就返回小于0的数如果num个字符都相等，就是相等返回0

我们来看看它的原型：

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

我们来使用它比较arr1和arr2前三个字符的大小:

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[20] = "abcdef";char arr2[20] = "ghijklmn";int ret = strncmp(arr1, arr2, 3);printf("在前三个字符的比较中，");if (ret > 0)printf("arr1 > arr2
");else if (ret < 0)printf("arr1 < arr2
");elseprintf("arr1 = arr2
");return 0;
}

运行结果：

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四、strstr的使用和模拟实现

这是一个对我们来说比较新的函数，我们来仔细介绍一下使用方法以及它的模拟实现，它的作用就是返回后一个字符串在前一个字符串中第次出现的位置

并且字符串的较匹配不包含 字符，以 作为结束标志

接下来我们来看看strstr的原型：

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

它的原型中参数看起来很简单，就是两个字符串，那它的返回值是啥捏？
有两种情况:

  • 如果在字符串str1中找到了字符串str2，那么就返回str1中找到str2的起始位置，
  • 如果没有在字符串str1中找到字符串str2，那么就返回一个NULL

所以在使用的时候，我们就可以通过它的返回值来确认是否找到对应的字符串，如果返回非空指针，那么就是找到了，返回空指针就是没有找到，接下来我们用实例来加深理解：

#include <stdio.h>
#include <string.h>void isfind(const char* x)
{if (x)printf("找到了
");elseprintf("没找到
");
}int main()
{char arr1[20] = "abcdef";char arr2[20] = "ghijklmn";char arr3[20] = "cde";isfind(strstr(arr1, arr2));isfind(strstr(arr1, arr3));return 0;
}

运行结果：

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我们来模拟实现一下 strstr

  1. 函数命名：my_strstr
  2. 函数参数：可以照抄strstr函数的原型，如下：
const char* my_strstr ( const char* str1, const char* str2);
  1. 函数实现：
    （1）老样子，assert进行断言
    （2）然后我们来分析这个函数可能出现的情况，按照我们正常去想，就会想到首先就去看str1和str2指向的字符相不相等，不相等就两个指针都++，往后找，直到它们指向的字符相等
    （3）随后往后开始找，但是会出现一个问题，万一这一次匹配不上，只有前几个字符相等，后面并不相等，那我们怎么找到之前开始匹配的位置呢？如图：

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（4）所以我们让str1和str2直接往后走是不妥的，这样一旦匹配失败，我们就记不住当时开始匹配的位置，也就不能进行下一次匹配，所以我们可以重新创建三个指针变量
（5）有两个用来装下str1，一个用来代替str1往后走，一个用来记住当前第一次匹配的位置，至于str1就老老实实待在原地，不要动
（6）还有一个用来装str2，这样如果匹配失败，就把str2重新赋值给这个变量，让它重新指向str2的开头，创建如下：

const char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);const char* s1 = str1;//代替str1用来往后匹配字符const char* s2 = str2;//代替str2用来往后匹配字符const char* cp = str1;//记录开始匹配字符的位置
}

（7）有了以上的经验，我们为了避免犯错，可以使用思路比较简单的暴力匹配，就是创建一个循环，我们对cur进行解引用，只要里面不是结束标志，我们就进入循环，然后看这个位置的字符是否和str2的第一个字符相等

（8）如果不相等，我们就让cp++，让我们的当前位置往前挪动一下，如果相等，就进行完整的匹配，这里还是有两种情况，一是如果完全匹配那么就返回cp，就是我们开始匹配时的位置，二是如果不能完全匹配那么就还是让cp++，并且将cp重新赋值给s1，将str2重新赋值给s2

（9）现在我们就来看进行一次匹配的过程，也很简单，我们还是创建一个while循环，如果s1和s2解引用不是 ，并且解引用后相等，那我们就让s1和s2加加，一直往后走，当循环结束时，我们就判断s2解引用后是否是 ，如果是说明完全匹配上了，就返回cp，不是那么说明没有完全匹配，就让cp++，开始下一次循环查找

（10）最后一步就是，如果我们遍历了s1中的所有字符，还是发现两个字符串没有完全匹配的地方，就直接返回空指针NULL

const char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);if(*str2 == ''){return (char*)str1;}const char* s1 = str1;const char* s2 = str2;const char* cp = str1;while (*cp){s1 = cp;//重新赋值s2 = str2;//重新赋值while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2){s1++;s2++;}if (*s2 == '')return cp;cp++;}return NULL;
}

这是一般的情况：

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我们换一种更复杂的情况测试：

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可以看到我们实现的函数还是成功帮我们完成了任务，这里的strstr函数的实现就到此结束了,模拟实现这个函数要考虑多种情况，希望大家能够下来多敲敲，欢迎大家在评论区留言！

五、strtok函数的使用

这也是一个新函数，它的作用是什么呢？它可以按照我们给出的分隔符来分割我们的字符串，现在我们先来了解一下它的原型：

char * strtok ( char * str, const char * sep);

接下来我们来总结一下它的特点：

  • sep参数指向个字符串，定义了作分隔符的字符集合
  • 第个参数指定个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中个或者多个分隔符分割的标记
  • strtok函数找到str中的下个标记，并将其 结尾，返回个指向这个标记的指针（注：strtok函数会改变被操作的字符串，所以被strtok函数切分的字符串般都是临时拷的内容并且可修改）
  • strtok函数的第个参数不为 NULL ，函数将找到str中第个标记，strtok函数将保存它在字符串
    中的位置
  • strtok函数的第个参数为 NULL ，函数将在同个字符串中被保存的位置开始，查找下个标记
  • 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针

比如我们的邮箱由两个分隔符分隔开来，就是@符合和(.)点号，我们想把这个邮箱地址分隔开来可以这样操作：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[] = "BANZHANCHAXIANG@163.com";char arr2[] = "@.";char* ret1 = strtok(arr1, arr2);char* ret2 = strtok(NULL, arr2);char* ret3 = strtok(NULL, arr2);printf("%s
%s
%s
", ret1, ret2, ret3);return 0;
}

运行结果：
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可以看到我们成功把这个邮箱分成了三个部分，但是有一个问题，这里有两个分隔符我们就写了三行代码,这样的代码看起来是不是很挫，而且如果有n个分隔符，就会变得很麻烦，这时候就可以用下面的方法

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[] = "BANZHANCHAXIANG@163.com";char arr2[] = "@.";char* p = NULL;for (p = strtok(arr1, arr2); p != NULL; p = strtok(NULL, arr2)){printf("%s
", p);}return 0;
}

运行结果：

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我们利用for循环初始化只进行一次的技巧来调用第一次的strtok，并且将它赋值给p指针，随后我们调用strtok的第一个参数就只需要传空指针，就可以写在循环的调整部分

而中间的循环结束条件为什么设置为不等于NULL呢？因为当我们的字符串分隔完毕，没有分隔符后，函数就会返回一个空指针，p也就等于空指针了，此时用来退出循环刚好

六、strerror和perror函数的使用

1.strerror函数

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

在不同的系统和C语标准库的实现中都规定了些错误码，般是放在errno.h 这个头件中说明的，C语程序启动的时候就会使个全局的变量errno来记录程序的当前错误码，只不过程序启动的时候errno是0，表没有错误

但是如果当我们在使标准库中的函数的时候发了某种错误，就会将对应的错误码，存放在errno中，而个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每个错误码都是有对应的错误信息的

strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回，可以用%s的形式将错误信息打印出来

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%s
", strerror(i));}return 0;
}

在Windows11+VS2022环境下输出的结果如下：

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我们可以测试使用文件操作测试一下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{FILE * pFile;pFile = fopen ("data.txt","r");if (pFile == NULL)printf ("fopen: %s
", strerror(errno));return 0;
}

在当前路径的代码目录上并没有data.txt这个文件，自然不能打开文件进行读操作，所以这个代码会在errno.h中产生一个错误码，这个时候我们就把这个错误码打印出来
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2.perror函数

接下来我们也可以了解下 perror 函数，perror函数的使用更加简单方便，可以直接将错误信息打印出来

perror函数的参数里可以写上可能出现错误的命令的名字，它可以打印参数部分的字符串后，再打印个冒号和个空格，再打印错误信息

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{FILE * pFile;pFile = fopen ("data.txt","r");if (pFile == NULL)perror("fopen");return 0;
}

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到这里我们一些常见的函数基本介绍完了，大家也可以自行去这个网站学习 cplusplus，下一期我们继续学习内存函数的使用和模拟实现！！！

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