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字符函数和字符串函数

函数介绍

strlen

strcpy

strcat

strcmp

strncpy

 strncat

strncmp

strstr

strtok

strerror

memcpy

memmove

memcmp

字符函数和字符串函数

本章重点

• strlen

• strcpy
• strcat
• strcmp

• strncpy
• strncat
• strncmp

• strstr
• strtok

• strerror

• memcpy
• memmove
• memset
• memcmp

 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。 字符串常量 适用于那些对它不做修改的字符串数。

函数介绍

strlen

size_t strlen ( const char * str );

• 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" )。
• 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 ）
• 学会strlen函数的模拟实现

 注：size_t 即无符号整型(unsigned int)

strlen使用：

#include#includeint main(){	char arr1[] = "abcdef";	char arr2[] = { "a","b","c","d","e","f","/0"};//计算字符数组长度时末尾必须加"/0"，                                                  //否则计算出的长度为随机值.	printf("%d/n", strlen(arr1));	printf("%d/n", strlen(arr2));	return 0;}

 strlen模拟实现：

//方法一:使用计数器size_t my_strlen(char* str){	assert(str);//检查指针有效性	int count = 0;//计数器	//while (*str != "/0")	//{		//count++;		//str++;	//}		//简化	while(*str++)	{		count++;	}	return count;}//方法二:递归size_t my_strlen2(char* str){	assert(str);	if (!*str)	{		return 0;	}	else	{		return 1 + my_strlen(str + 1);	}}//方法三:指针减指针size_t my_strlen3(char* str){	assert(str);	char* cur = str;	while (*cur)	{		cur++;	}	return cur - str;//两指针相减，结果为他们之间的元素个数}

注:下面的代码结果如何？

#include #include int main(){    const char*str1 = "abcdef";    const char*str2 = "bbb";    if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)//由于strlen函数的返回值为无符号整型，                                   //所以在计算时，会恒为正数。自己实现时返回值可根据实际情况而定    {        printf("str2>str1/n");    }    else    {        printf("srt1>str2/n");    }    return 0;}

strcpy

char* strcpy(char * destination, const char * source );

• Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null
• character (and stopping at that point).
• 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

 strcpy使用：

#include#includeint main(){	char arr1[10] = "xxxxxxxxx";	char arr2[] = "abcdef";	printf("%s/n", strcpy(arr1, arr2));//将arr2字符串中的内容拷贝到arr1中(包括"/0)	return 0;                          //需保证arr1的空间大于等于arr2的空间}

strcpy模拟实现：

#include//用assert函数需包含此头文件char* my_strcpy(char* dest, const char* src)//返回值为目标空间的起始地址，src中的字符串                                           //不需要改变,为避免被修改所以再它前面加上const{	assert(dest && src);//检查指针的有效性	char* ret = dest;//保存目标空间的起始地址，dest后面会移动	//while (*src!="/0")	//{	//	*dest = *src;	//	dest++;	//	src++;	//}	//简化	while (*dest++ = *src++)//src先将值赋给dest，然后dest和src才++	{		;	}	return ret;}

strcat

char * strcat ( char * destination, const char * source );

• Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character indestination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end ofthe new string formed by the concatenation of both in destination.
• 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？

 strcat使用：

#include#includeint main(){	char arr1[10] = "abcd";	char arr2[] = "efgh";	printf("%s", strcat(arr1, arr2));//将arr2中的字符串追加到arr1中的字符串后面	return 0;                        //需保证arr1的空间容纳连接后的字符串}

strcat模拟实现：

#includechar* my_strcat(char* dest, const char* src){	assert(dest && src);	char* ret = dest;	while (*dest)//因为是将src中的字符串追加到dest的后面所以需先找到dest中"/0"的位置	{		dest++;	}	while (*dest++ = *src++)//同strcpy	{		;	}	return ret;}

其中大概步骤如图： 

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, itcontinues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character isreached.

• 标准规定：
• 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？

strcmp使用 ：

#include#includeint main(){	char arr1[] = "abcdef";	char arr2[] = "abcdxx";	int ret = strcmp(arr1, arr2);	if (ret > 0)	{		printf("arr1 > arr2/n");	}	else if (ret < 0)	{		printf("arr1 < arr2/n");	}	else	{		printf("arr1 = arr2/n");	}	return 0;}

strcmp模拟实现

#includeint my_strcmp(const char* str1, const char* str2)//str1和str2都不需要被改变{	assert(str1 && str2);	while (*str1 == *str2)//如果找到不相等的字符直接返回他们的ascll码值之差，                          //而不是将所有的字符全部比较完之后再返回.	{		if (*str1 == "/0")		{			return 0;		}		str1++;		str2++;	}	return *str1 - *str2;}

前面学习了这些字符串函数之后，大家是否有些许收获呢？

其实这些函数中有些是不安全的，比如：strcpy中如果目标空间的大小不能够容纳原空间的字符串，就会造成数组越界访问，strcat中也是同样的道理。还有如果字符串自己给自己追加，是不能使用strcat函数的；如果我们只想比较字符串中的部分字符串的大小，而不是全部，也不能使用strcmp。C语言中给了一些长度受限的字符串函数，而前面的函数是长度不受限的字符串函数。

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 issignaled by a null-character) is found before num characters have been copied, destination is paddedwith 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。

 strncpy使用：

#include#includeint main(){	char arr1[] = "xxxxxxxxxx";	char arr2[] = "xx";	char arr3[] = "abcdef";	printf("%s/n", strncpy(arr1, arr3, 8));//拷贝了8个字符，所以字符串中的"/0"也会被拷贝	printf("%s/n", strncpy(arr2, arr3, 1));//拷贝了1个字符，"/0"不会被拷贝	return 0;}

strncpy模拟实现：

#includechar* my_strncpy(char* dest, const char* src, int count)//参数count为需要拷贝的字节数{	assert(dest && src);	char* ret = dest;	while(count--)	{		*dest++ = *src++;	}	return ret;}

 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 nullcharacter is copied.

 strncat使用：

/* strncat example */#include #include int main (){    char str1[20];    char str2[20];    strcpy (str1,"To be ");    strcpy (str2,"or not to be");    strncat (str1, str2, 6);    puts (str1);    return 0;}

 strncat模拟实现：

char* my_strncat(char* dest, const char* src, int count){	assert(dest && src);	char* ret = dest;	while (*dest)//找到目标字符串中"/0"的位置	{		dest++;	}	while (count--)	{		*dest++ = *src++;//从"/0"处开始追加	}        *dest = "/0";//末尾需"/0"	return ret;}

strncmp

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

•  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。

strncmp使用： 

/* strncmp example */#include #include int main (){    char str[][5] = { "R2D2" , "C3PO" , "R2A6" };    int n;    puts ("Looking for R2 astromech droids...");    for (n=0 ; n<3 ; n++)    if (strncmp (str[n],"R2xx",2) == 0)//比较两个字符串的前两个字符    {        printf ("found %s/n",str[n]);    }    return 0;}

strncmp模拟实现：

int my_strncmp(char* str1, char* str2, int count){	assert(str1 && str2);	while (*str1 == *str2)	{		if (count <= 0)		{			return 0;		}		str1++;		str2++;			}    return *str1 - *str2;}

strstr

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

• 在str1中查找 是否存在str2字符串，如果有则返回str2第一次出现的位置的地址，否则返回NULL；

strstr使用：

/* strstr example */#include #include int main (){    char str[] ="This is a simple string";    char * pch;    pch = strstr (str,"simple");    strncpy (pch,"sample",6);    puts (str);    return 0;}

strstr模拟实现：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2){	assert(str1 && str2);	while (*str1)	{		char* cur1 = str1;		char* cur2 = str2;		while (*cur1 == *cur2)		{			cur1++;			cur2++;			if (*cur2 == "/0")			{				return str1;			}		}		str1++;	}	return NULL;}

 此情况下可直接判断str2是否是str1的子串，并且返回相应的值。

当比较到第三个字符时，两字符不相等，而str1并未结束，后续还需比较，所以cur2需回到起始地址，而cur1会回到第一个相等字符的下一个字符的地址处(即第二个b的地址) 。

strtok

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

• sep参数是个字符串，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贝的内容并且可修改。）
• 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。

strtok使用：

/* strtok example */#include #include int main (){    char str[] ="- This, a sample string.";    char * pch;    printf ("Splitting string /"%s/" into tokens:/n",str);    pch = strtok (str," ,.-");    while (pch != NULL)    {        printf ("%s/n",pch);        pch = strtok (NULL, " ,.-");    }    return 0;}

strerror

char * strerror ( int errnum );

返回错误码，所对应的错误信息。

/* strerror example : error list */#include #include #include //必须包含的头文件int main (){    FILE * pFile;    pFile = fopen ("unexist.ent","r");    if (pFile == NULL)    printf ("Error opening file unexist.ent: %s/n",strerror(errno));    //出现错误时，会将错误码(一种错误对应一个错误码)放进errno中，strerror会将这个错误码对应的内容打印出来    //errno: Last error number    return 0;}

例如： 

#include#include#includeint main(){	printf("%s/n", strerror(0));	printf("%s/n", strerror(1));	printf("%s/n", strerror(2));	printf("%s/n", strerror(3));	return 0;}

对应错误码结果为：

memcpy

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。
• 返回值为目标空间首地址。
   

memcpy使用：

#include#includeint main(){	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };	int arr2[10] = { 0 };	int* ret = memcpy(arr2, arr1, 16);	int i = 0;	for (i = 0; i < 10; i++)	{		printf("%d ", ret[i]);	}	return 0;}

memcpy模拟实现：

#includevoid* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count)//以字节为单位拷贝{	assert(dest && src);	void* ret = dest;	while (count--)	{		*(char*)dest = *(char*)src;		dest = (char*)dest + 1;		src = (char*)src + 1;	}	return ret;}

memmove

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。

memmove使用：

/* memmove example */#include #include int main (){    char str[] = "memmove can be very useful......";    memmove (str+20,str+15,11);    puts (str);    return 0;}

memmove模拟实现：

情况一：不存在内存重叠，可直接将内容移动。 

情况二：存在内存重叠，且目标空间地址大于源空间地址， 如图将1移动到3的位置之后，3就会被覆盖，在移动3时实际移动的是1.

 解决方法：从后往前移动，先移动4，再移动3直到所有字节移动完。

情况三：存在内存重叠，且目标空间地址小于源空间地址，如果再从后向前移动也会导致前面的内容被覆盖。

解决方法：从前往后移动，先移动3，再移动4直到所有字节移动完。

 实现代码：

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count){	assert(dest && src);	void* ret = dest;	if (dest > src)//情况二	{		void* cur1 = (char*)src + count - 1;//从后往前移动，需先找到两个空间的末尾地址		void* cur2 = (char*)dest + count - 1;//减1是因为加count之后会直接跳到目标空间和源空间的尾地址的下一个字节的地址		while (count--)		{			*(char*)cur2 = *(char*)cur1;//void*内型指针不能直接加减或解引用操作，需强制类型转换			cur2 = (char*)cur2 - 1;//指针移动			cur1 = (char*)cur1 - 1;		}	}	else//情况1一，三	{		void* cur1 = (char*)src;		void* cur2 = (char*)dest;		while (count--)		{			*(char*)cur2 = *(char*)cur1;			cur2 = (char*)cur2 + 1;			cur1 = (char*)cur1 + 1;		}	}	return ret;}

memcmp

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

• 比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节
• 返回值如下：
   

 memcmp使用：

/* memcmp example */#include #include 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;}

memcmp模拟实现：

int my_memcmp(const void* str1, const void* str2, int count){	assert(str1 && str2);	while (*(char*)str1 == *(char*)str2)	{		count--;		if (count <= 0)		{			return 0;		}		str1 = (char*)str1 + 1;		str2 = (char*)str2 + 1;	}	return (char*)str1 - (char*)str2;}