（20）从strlen到strtok：解码C语言字符函数的“生存指南1”

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前言

当你写下strcpy(dest, src)这行看似无害的代码时，是否意识到自己正在操作系统的血管里进行一场没有安全绳的高空走钢丝？在C语言的世界里，字符串从来都不是温顺的数据羔羊，而是戴着可爱面具的"内存刺客"——那些优雅的str开头的函数库，既是程序员最亲密的工具，也是引发段错误（Segmentation Fault）的经典元凶。

1. 求字符串长度函数

1.1 strlen

库中的规范定义形式如下：

size_t strlen ( const char * str );

strlen函数是用来求字符串长度的常用库函数
在使用的时候要注意以下几点：

• 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 ）**

** strlen函数模拟实现**

//版本1
int my_strlen(const char* str)
{assert(str != NULL);//断言int count = 0;while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}//2递归的方式
int my_strlen(const char* str)
{assert(str != NULL);//断言int count = 0;if (*str != '\0'){return 1 + my_strlen(str + 1);}elsereturn 0;
}//3指针-指针的方式
int my_strlen(const char* str)
{const char* start = str;assert(str != NULL);//断言while (*str){str++;}return str - start;
}int main()
{char arr[] = "abcdef";int len = my_strlen(arr);prinf("%d\n", len);return 0;
}

以上三种方式都是Int类型，但是在库中返回类型是size_t strlen是求字符串长度的，求出的长度是不可能为负数的。
所以返回类型是size_t,也是合情合理的 typedef unsigned int size_t size_t strlen (const char * str );

int main()
{if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)//  -3<0,应输出<
//注意：按实际情况来说，应该输出小于号，但是我们输出结果为">"
//strlen是size_t类型，都是无符号数，所以计算机认为-3是无符号数，其实是很大的数
//所以使用的时候要注意使用场景printf(">");elseprintf("<");return 0;
}

2. 长度不受限制的字符串函数

2.1 strcpy

库中的规范定义形式如下：

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

strcpy函数是字符串拷贝函数，在使用时要注意以下几点：

• 必须保证字符串最后有\0，中间有\0也会被拷贝
• 使用时要保证空间足够大

int main()
{char arr1[20] = "x";char* p = "abcdefg";char arr2[] = "hello world";strcpy(arr1, arr2);//strcpy(p, arr2);p是常量字符串，空间不可变，不可作为目的数组return 0;
}

模拟实现strcpy函数

模拟实现strcpy
int my_strcpy(char* dest, char* src)
{char* ret = dest;assert(dest && src);//断言二者不为空，不写也可以，但是这样方便找bugwhile (*dest++=*src++){;}return ret;//返回目标空间起始地址
}
int main()
{char arr1[20] = " ";char arr2[] = "hello world";my_strcpy(arr1, arr2);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

2.2 strcat

库中的规范定义形式如下：

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

strcat函数是字符串追加函数，使用时要注意以下几点：

• 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，会失败，不可这样使用

nt main()
{char arr[20] = "hello ";strcat(arr, "world!");printf("%s\n", arr);return 0;
}
//遇到\0就停止追加内容

模拟实现strcat函数

char* my_strcat(char* dest, char* src)
{assert(dest && src);char* ret = dest;//1.找目标空间的\0while (*dest != '\0'){dest++;}//2.追加while (*dest++ = *src++){;}return ret;//
}
int main()
{char arr[20] = "hello ";my_strcat(arr, "world!");printf("%s\n", arr);return 0;
}

2.3 strcmp

库中的规范定义形式如下：

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );

strcmp函数是字符串比较函数，使用时要注意其返回值：

• 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

int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "abq";//在vs环境下：//>  1//<  -1 //=  0int ret = strcmp(arr1, arr2);//比较的是相同位置的字符大小printf("%d\n", ret);return 0;
}

strcmp函数的模拟实现

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;elsereturn -1;*///也可以写为：return *str1 - *str2;
}
int main()
{char arr1[] = "abq";char arr2[] = "abcdef";//在vs环境下：//>  1//<  -1 //=  0int ret = my_strcmp(arr1, arr2);//比较的是相同位置的字符大小printf("%d\n", ret);return 0;
}

3. 长度受限制的字符串函数

3.1 strncpy

库中的规范定义形式如下：

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

strncpy函数的功能是只拷贝要求数量的字符，使用时要注意以下几点：

• 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。

使用strncpy函数示例

int main()
{char arr1[20] = "xxxxxx" ;strncpy(arr1, "abcedf", 3);//只拷贝3个字符，没有拷贝\0printf("%s\n", arr1);return 0;}

3.2 strncat

库中的规范定义形式如下：

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

strncat函数的功能是加上指定数量的字符，使用与strncpy函数类似

strncat函数使用示例

int main()
{char* p1 = "abcdef";char* p2 = "abcqef";int ret = strncat(p1, p2, 4);printf("%d\n", ret);return 0;
}

3.3 strncmp

库中的规范定义形式如下：

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

strncmp函数的功能是只比较要求数量的字符，使用的情况与3.1和3.2类似

strncmp函数使用示例

int main()
{char* p1 = "abcdef";char* p2 = "abcqef";int ret = strncmp(p1, p2, 4);printf("%d\n", ret);return 0;
}

4. 字符串查找函数

4.1 strstr

库中的规范定义形式如下：

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

strstr函数的功能是在字符串中寻找子字符串

strstr函数使用示例

int main()
{char arr1[] = "abbbabcdef";char arr2[] = "abc";char* ret = strstr(arr1, arr2);if (ret == NULL){printf("没找到对应字符串\n");}else{printf("找到对应的字符串\n");}return 0;	
}

strstr函数简单模拟实现

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);if (*str2 == '\0'){return (char*)str1;}//创建三个指针  const char* s1 = str1;const char* s2 = str2;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 arr1[] = "abbbabcdef";char arr2[] = "abdd";char* ret = strstr(arr1, arr2);if (ret == NULL){printf("没找到对应字符串\n");}else{printf("找到对应的字符串\n");}return 0;
}

4.2 strtok

库中的规范定义形式如下：

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

使用strtok函数时要注意以下几点：

• 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。
• 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函数使用示例

int main()
{char arr[] = "[e-mail]";//分隔符：@ .char* p = "@.";char buf[20] = { 0 };strcpy(buf, arr);char* ret = NULL;/*char* ret= strtok(buf, p);printf("%s\n", ret);*/ret2开始，继续从后面进行截断//char* ret2 = strtok(NULL, p);//printf("%s\n", ret2);////char* ret3 = strtok(NULL, p);//printf("%s\n", ret3);//char* ret4 = strtok(NULL, p);//printf("%s\n", ret4);for (ret = strtok(buf, p); ret != NULL; ret = strtok(NULL, p)){printf("%s\n", ret);}return 0;
}

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