C语言字符串操作函数(库函数)及其实现
创始人
2024-05-13 20:46:35
0

库函数

函数介绍及模拟实现

1.1strlen

1.2strcpy

1.3strcat

1.4strcmp

1.5strncpy

1.6strncat

1.7strncmp

1.8strstr

1.9strtok

1.10strerror

1.11memcpy

1.12memmove

1.13memcmp 

 小结


本章重点:

重点介绍处理字符串和字符串的库函数的使用和注意事项

函数介绍及模拟实现

1.1strlen

size_t strlen ( const char * str );
  • 字符串已经以'\0'作为结束标志,而strlen函数的功能是返回在字符串中'\0'前面出现的字符个数(不包括'\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,是无符号整形(易错)。
  • strlen函数的模拟实现。

示例>

#include 
int main()
{
const char*str1 = "abcdef";
const char*str2 = "bbb";
if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)
{
printf("str2>str1\n");
}
else
{
printf("srt1>str2\n");
}
return 0;
}

运行结果>

 strlen函数实现有三种方式:

  • 常规
  • 指针运算
  • 递归实现

模拟实现>

/*模拟实现strlen*/
//常规
size_t my_strlen1(char* str)
{assert(str);size_t count = 0;while (*str){str++;count++;}return count;
}
//指针运算
size_t my_strlen2(char* str)
{assert(str);char* strat = str;while (*str){str++;}return str - strat;
}
//递归实现
size_t my_strlen3(char* str)
{assert(str);if (*str)return 1 + my_strlen3(str + 1);elsereturn 0;
}int main()
{char arr[] = "abcdef";size_t ret = my_strlen1(arr);printf("%d\n", ret);ret = my_strlen2(arr);printf("%d\n", ret);ret = my_strlen3(arr);printf("%d\n", ret);return 0;
}

 这里的assert函数是判断传递过来的指针是否为空,如果为空直接终止程序报告错误。

运行结果>

1.2strcpy

char * strcpy ( char * destination, const char * source );
  • 将源指向的C字符串复制到目标指向的数组中,包括结束空字符(并在该点停止)。
  • 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
  • 模拟实现
int main()
{char str[20] = "";char* p = "hello world!";strcpy(str, p);printf("%s", str);return 0;
}

 模拟实现>

/*模拟实现strcpy*/
char* my_strcpy( char* str1,const char* str2)
{char* ret = str1;assert(str1 && str2);while (*str1++ = *str2++){;}return ret;
}int main()
{char str[20] = "";char* p = "hello world!";my_strcpy(str, p);printf("%s", str);return 0;
}

结果跟上面例子相同。

1.3strcat

char * strcat ( char * destination, const char * source );
  • 将源字符串的副本追加到目标字符串。destination中的终止空字符将被source的第一个字符覆盖,并且在destination中由两者连接形成的新字符串的末尾包含一个空字符。
  • 源字符串必须是以’\0‘结束。
  • 目标空间必须足够大,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又如何呢?

模拟实现>

/*模拟实现strcat*/char* my_strcat(char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);char* ret = str1;while (*str1){str1++;}while (*str1++ = *str2++){;}return ret;
}int main()
{char arr[20] = "hello";char* p = " world!";my_strcat(arr, p);printf("%s", arr);return 0;
}

运行结果 > 

 那自己追加自己会发生什么呢?

我们来写代码演示演示(这里还是用我们的my_strcat)>

char* my_strcat(char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);char* ret = str1;while (*str1){str1++;}while (*str1++ = *str2++){;}return ret;
}int main()
{char arr[20] = "hello";my_strcat(arr, arr);printf("%s", arr);return 0;
}

 我们可以看到程序挂掉了,那为什么会挂掉呢?

我们来画图解释一下>

1.4strcmp

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
  • 这个函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们相等,则继续执行尾随对,直到字符不同或到达终止空字符为止。
  • 标准规定:
  1. 第一个字符串大于第二个字符串,则返回大于0的数字。
  2. 第一个字符串等于第二个字符串,则返回0。
  3. 第一个字符串小于第二个字符串,则返回大于0的数字。

模拟实现>

/*模拟实现strcmp*/int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);while (*str1 == *str2){if (*str1=='\0')return 0;str1++;str2++;}if (*str1 > *str2){return 1;}else{return -1;}}int main()
{char arr1[] = "abr";char arr2[] = "abqde";int ret = my_strcmp(arr1, arr2);if (ret == 0)printf("相同\n");else if (ret > 0)printf("arr1>arr2\n");elseprintf("arr1

运行结果>

当然我们目前学习了strcpy、strcat、strcmp,这些都是不太安全的,一次性全部拷贝完、一次性全部追加完、一次性全部比较完,这些都不是很安全,那么接下来我们要学习一些相对于上面那三个比较安全一点的。strncpy、strncat、strncmp,这三个函数的功能和上面的一样,不同的是参数多了一个n,来确定每次拷贝几个字符、每次追加几个字符、每次比较几个字符。接下来我们来模拟实现一下这三个函数。

1.5strncpy

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 将源文件的第一个num字符复制到目标文件。如果在拷贝num个字符之前找到源C字符串的结尾(以nullcharacter为标志),则destination将被填充为0,直到总共写入num个字符。
  • 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,则拷贝完源字符串后,在目标的后面追加0,知道num个。

模拟实现>

char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{assert(dest && src);char* ret = dest;size_t i = 0;for (i = 0; i < num; i++){*dest = *src;dest++;src++;}return ret;
}int main()
{char str1[] = "abcdefg";char str2[20] = { 0 };my_strncpy(str2, str1, 5);printf(str2);return 0;
}

运行结果> 

1.6strncat

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 将源文件的第一个num字符附加到目标文件,加上一个终止空字符。
  • 如果source中C字符串的长度小于num,则只复制到结束空字符的内容。

模拟实现>

char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{assert(dest && src);char* ret = dest;while (*dest){dest++;}size_t i = 0;for (i = 0; i < num; i++){*dest = *src;dest++;src++;}return ret;
}int main()
{char str1[20] = "abcd";char str2[20] = "efghigk";my_strncat(str1, str2, 4);printf(str1);return 0;
}

运行结果>

1.7strncmp

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
  • 将C字符串stri的最多num个字符与C字符串str2的字符进行比较。这个函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等,则继续处理下面的对,直到字符不同,直到到达一个终止null字符,或直到两个字符串中num字符匹配,以先发生的为准。

 模拟实现>

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2,size_t num)
{assert(str1 && str2);size_t i = 0;for (i = 0; i < num; i++){if (*str1 > *str2)return 1;else if (*str1 < *str2)return -1;str1++;str2++;}if (*str1 == *str2)return 0;}int main()
{char arr1[] = "abqsg";char arr2[] = "abqde";int ret = my_strcmp(arr1, arr2,4);if (ret == 0)printf("相同\n");else if (ret > 0)printf("arr1>arr2\n");elseprintf("arr1

运行结果>

1.8strstr

const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );
  • 返回指向str1中str2第一次出现的指针。如果str2不是stri的一部分,则为空指针。

模拟实现(暴力算法)>

/*模拟实现strstr*/char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);if (*str2 == '\0')return (char*)str1;const char* s1 = NULL;const char* s2 = NULL;const char* cp = str1;while (*cp){s1 = cp;s2 = str2;while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2){s1++;s2++;}if (*s2 == '\0'){return (char*)cp;}cp++;}return NULL;
}int main()
{char* str1 = "acdbbbcdefa";char* str2 = "bbc";char* ret = my_strstr(str1, str2);if (ret == NULL)printf("没找着\n");else{printf("%s", ret);}return 0;
}

运行结果>

1.9strtok

char * strtok ( char * str, const char * delimiters );
  • 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。

代码演示>

int main()
{char arr[] = "192#168.120.85";char* p = "#.";char buf[20] = { 0 };strcpy(buf, arr);	char* ret = strtok(buf, p);printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, p);printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, p);printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, p);printf("%s\n", ret);return 0;
}

也可以使用for循环>

int main()
{char arr[] = "192#168.120.85";char* p = "#.";char buf[20] = { 0 };strcpy(buf, arr);char* ret = NULL;for (ret = strtok(buf, p); ret != NULL; ret=strtok(NULL, p)){printf("%s\n", ret);}return 0;
}

 结果和上面相同。

1.10strerror

char * strerror ( int errnum );

 返回错误码,所对应的错误信息

  • C语言的库函数在运行的时候,如果发生错误,就会将错误码存在一个变量中,这个变量是:errno
  • 错误码是一些数字:1 2 3 4 5 
  • 我们需要讲错误码翻译成错误信息

 字符分类函数>

函数如果他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
isxdigit十六进制数字,包括所有十进制数字,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

字符转换>

int tolower ( int c );
int toupper ( int c );

1.11memcpy

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

模拟实现> 

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{void* ret = dest;assert(dest && src);while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest=(char*)dest+1;src=(char*)src+1;}return ret;
}int main()
{char arr[] = {"hello world!"};int arr1[20] = {0};my_memcpy(arr1, arr, 12);printf("%s", arr1);return 0;
}

1.12memmove

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

模拟实现>

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{void* ret = dest;assert(dest && src);if (dest < src){while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}}else{while (num--){*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}return ret;
}int main()
{int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };my_memmove(arr+2, arr, 16);int i = 0;for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

1.13memcmp 

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:

代码演示>

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);elseprintf("'%s' is the same as '%s'.\n", buffer1, buffer2);return 0;
}

 小结

       今天我们学习了字符串操作函数(库函数)的理解、实现、模拟,相信大家看完有一定的收获。

       种一棵树的最好时间是十年前,其次是现在! 把握好当下,合理利用时间努力奋斗,相信大家一定会实现自己的目标!加油!创作不易,辛苦各位小伙伴们动动小手,三连一波💕💕~~~,本文中也有不足之处,欢迎各位随时私信点评指正!
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