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C语言进阶(3)--字符函数和字符串函数

news 2025/7/8 21:03:35

本章重点

重点介绍处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项

0.前言

1.函数介绍

1.1 strlen - 计算字符串长度

1.2 strcpy - 复制字符串

1.3 strcat - 追加字符串

1.4 strcmp - 字符串比较

1.5 strncpy - 受限制复制

1.6 strncat - 受限制追加

1.7 strncmp - 受限制比较

1.8 strstr

1.9 strtok

1.10 strerror - 返回错误信息

1.11 memcpy - 内存复制

1.12 memmove

1.13 memcmp - 比较两个内存块

2. 库函数的模拟实现

2.1 模拟实现strlen

2.2 模拟实现strcpy

2.3 模拟实现strcat

2.4 模拟实现strstr

2.5 模拟实现strcmp

2.6 模拟实现memcpy

2.7 模拟实现memmove

求字符串长度

strlen

长度不受限制的字符串函数

strcpy
strcat
strcmp

长度受限制的字符串函数介绍

strncpy
strncat
strncmp

字符串查找

strstr
strtok

错误信息报告

strerror

字符操作

内存操作函数

memcpy
memmove
memset
memcmp

0.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函数.

1.函数介绍

1.1 strlen - 计算字符串长度

#include<sdio.h> //头文件

size_t strlen ( const char * str );

解析：计算

sizeof - 操作符 - 计算大小

size_t -> unsigned int;

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

C语言中 strlen 和 sizeof 的区别

1. strlen 是一个库函数使用时需要引用 #include<sdio.h> 这个头文件，而sizeof是一个运算符号；

2.strlen 计算的是'\0'之前的字符个数，sizeof计算的是所占空间内存的大小，单位是字节；

3.strlen计算式不包含'\0',而sizeof 包含'\0';

4.strlen 遇到 '\0' 才结束；

5.sizeof的类型是unsigned int, 是一个无符号的整型；

6.strlen 只能用char 做参数，sizeof可以用类型做参数；

总结：以上是sizeof和strlen的区别，需要特别注意的是，strlen只有在遇到'\0'时，才会结束，就是只计算'\0'之前的字符，所以我们在使用时一定要记得加上'\0'；

在使用sizeof 时，必须要记住，数组名是首元素地址，有两个除外：

1. sizeof(数组名)，计算的是整个数组的大小，单位是字节；

2. &数组名，表示的是整个数组的地址；
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>int my_strlen(const char* str)
{assert(str);int count = 0;while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}
int main()
{int len = strlen("abcdef");int len1 = my_strlen("abcdefaaa");printf("%d\n", len);printf("%d\n", len1);return 0;
}

注：

#include <stdio.h>
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;
}

1.指针不知道赋什么值，就给NULL；

2.指针使用完后，赋值NULL；

1.2 strcpy - 复制字符串

#include<string.h>

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

解释：把源文件中的字符串拷贝到目标文件中；

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。

1.3 strcat - 追加字符串

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

解析：把源文件追加到目标文件后

Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character in destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end of the 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？

1.4 strcmp - 字符串比较

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, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character is reached.

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 //>0
第一个字符串等于第二个字符串，则返回0 //=0
第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字 //<0
那么如何判断两个字符串？

1.5 strncpy - 受限制复制字符串

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 is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied, destination is padded with 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。

1.6 strncat - 受限制追加字符串

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 null-character is copied.
译：将源字符串的num个字符追加到目标字符串后，加上一个NULL；
译：如果源字符串的长度小于num，则只包含到终止null字符被追加；

/* strncat example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
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;
}

结果：

1.7 strncmp - 受限制比较字符串

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 example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
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){printf ("found %s\n",str[n]);}return 0;
}

1.8 strstr

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

Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.

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

1.9 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 example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
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;
}

#include <stdio.h>
int main()
{char *p = "zhangpengwei@bitedu.tech";const char* sep = ".@";char arr[30];char *str = NULL;strcpy(arr, p);//将数据拷贝一份，处理arr数组的内容for(str=strtok(arr, sep); str != NULL; str=strtok(NULL, sep)){printf("%s\n", str);}
}

1.10 strerror - 返回错误信息

char * strerror ( int errnum );

返回错误码，所对应的错误信息。

/* strerror example : error list */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>//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));//errno: Last error numberreturn 0;
}
Edit & Run

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);

/* isupper example */
#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 (isupper(c)) c=tolower(c);putchar (c);i++;}return 0;
}

1.11 memcpy - 内存复制

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。

/* memcpy example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct {char name[40];int age;
} person, person_copy;
int main ()
{char myname[] = "Pierre de Fermat";/* using memcpy to copy string: */memcpy ( person.name, myname, strlen(myname)+1 );person.age = 46;/* using memcpy to copy structure: */memcpy ( &person_copy, &person, sizeof(person) );printf ("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age );return 0;
}

结果：

1.12 memmove-内存移动

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

结果：

1.13 memcmp - 比较两个内存块

int memcmp ( const void * ptr1 ,

const void * ptr2 ,

size_t num );

比较两个内存块

比较第一个数字指向的内存块的字节数ptr1到第一个数字指向的字节数ptr2，如果它们都匹配，则返回零；如果不匹配，则返回一个不同于零的值，表示哪个值更大。

注意，不像strcmp，函数在找到空字符后不会停止比较。

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节
返回值如下：

/* memcmp example */
#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;
}

输出:

'DWgaOtP12df0' is greater than 'DWGAOTP12DF0'.

DWgAOtp12Df0大于DWGAOTP12DF0因为两个单词中第一个不匹配的字符是' g '和' G '分别为，和' g '(103)评估为大于' G ' (71).

2. 库函数的模拟实现

2.1 模拟实现strlen

三种方式：

方式 1 ：

//计数器方式
int my_strlen(const char * str)
{int count = 0;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)
{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)
{char *p = s;while(*p != ‘\0’ )p++;return p-s;
}