【C语言】字符串与内存函数（str* /mem* 系列函数）

目录针对字符串的函数strlenstrcpystrcatstrcmpstrncpystrncatstrncmpstrstrstrtokstrerror针对字符的函数字符分类函数字符转换函数针对内存的函数memcpymemmovememcmpmemset针对字符串的函数strlen模拟实现 strlen 的方法方法一int my_strlen(const char* p) { assert(p ! NULL); int count 0; while (*p ! \0) { count; p; } return count; }方法二递归法int my_strlen(const char* p) { assert(p ! NULL); if (*p \0) return 0; else return 1 my_strlen(p 1); }方法三指针减指针int my_strlen(const char* p) { assert(p ! NULL); const char* start p; while (*p) { p; } return p - start; }实际上库函数的 strlen 函数的返回值类型是 size_t 类型size_t 类型其实就是 unsigned int 类型长度不可能为负数typedef unsigned int size_t。unsigned int 类型的数据减去一个 unsigned int 类型的数据结果为 unsigned int 类型的数据strlen“abc”- strlen“abcde”的结果不是负数而是一个很大的正数。所以说返回值的类型到底是 int 还是 size_t 有利有弊。strcpy模拟实现char* my_strcpy(char* dest, const char* src) { assert(dest src); char* ret dest; while (*dest *src) { ; } return ret; }1、源字符串我们不希望改变所以我们将 src 指针用 const 修饰。2、while 循环部分被简化。3、这个函数应该返回目标字符串的首字符地址注意1、源字符串必须以“\0’结束。while 循环部分的结束条件是 src ‘\0。2、会将源字符串中的“\0拷贝到目标空间。while 循环部分当 src 加1 指向 ’\0 后会进行赋值再判断3、目标空间必须足够大 , 以确保能存放源字符串。如果目标空间小于源字符串的长度则 strcpy 函数会对目标空间越界访问比如将 str2[5] abcde 复制到 str1[3] { 0 } ; 则 str1[3] dstr1[4] e , 这是错误的。4、目标空间必须可变。如果 dest 是一个字符常量指针如char *p “abc”p 不能作为 dest 的实参。strcat函数功能拼接src字符串到dest字符串模拟实现char* my_strcat(char* dest, const char* src) { assert(dest src); char* ret dest; //找目标字符串的\0 while (*dest) { dest; } //从\0开始追加 while (*dest *src) { ; } return ret; }1、被追加的字符串末尾要有 \0 strcat 才知道从哪里开始追加。2、追加的字符串末尾也要有 \0strcat 才知道什么时候停止追加。3、这个函数也应该返回目标字符串的首字符地址。字符串自己给自己追加不能使用 strcat 函数。strcmpstrcmp 函数有两个参数分别是两个字符数组名即 strcmparr1arr2strcmp 函数比较arr1 与 arr2 字符串从开始到 ‘\0’ 逐个比较相应位置上的字符只要发现某个位置上的字符的ASCII码值大于或小于对应位置的另一个字符串的字符就返回一个大于 0 的数或小于 0 的数如果每个字符串的字符的ASCII码值都相等即两个字符串一模一样就返回 0。VS环境下大于返回 1小于返回 -1等于返回 0。可以认为在词典中先出现的单词比后出现的单词小。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; else return -1; }注意1、我们只是想要比较两个字符串所以我们可以用 const 修饰 str1 和 str2 。2、有些编译器当 *str1 *str2 时直接返回 *str1 - *str2。3、根据 strcmp 返回值的结果判断两个字符串的大小最好的办法是 ifstrcmpstr1str2 或 或 0)。strncpystrcpy、strcat、strcmp 都是长度不受限制的函数编译器会认为这些函数不安全。后来引进了一些函数如 strncpy、strncat、strncmp 这些函数更加安全因为它们多了一个参数 int n 。模拟实现char* my_strncpy(char* dest, const char* src,int n) { assert(dest src); char* ret dest; int i 1; while ((*dest *src) (i n) (*src)) { i; } i; while (i n) { *dest \0; i; } return ret; }注意strncpy 与 strcpy 的不同之处1、strncpy 可以指定从源字符串中复制几个字符到目标字符串。2、当指定复制的字符数量大于源字符串的长度strcpy 会在目标字符串复制后补 ‘\0’当指定复制的字符数量小于或等于源字符串的长度目标字符串末尾不会补 ’\0‘ 这是 strncpy 的不足之处strncat模拟实现char* my_strncat(char* dest, const char* src,int n) { assert(dest src); char* ret dest; //找目标字符串的\0 while (*dest) { dest; } //从\0开始追加 while ((*dest *src) (n - 1)) { n--; } *dest \0; return ret; }注意strncat 与 strcat 的不同之处1、strncat 可以指定从源字符串中追加几个字符到目标字符串。2、当指定追加的字符数量小于或等于源字符串的长度目标字符串末尾仍然会补 ’\0‘ 。strncmp模拟实现int my_strncmp(const char* str1, const char* str2,int n) { assert(str1 str2); int i 1; while ((*str1 *str2) (i n)) { if(i n) return 0; if (*str1 \0) return 0; str1; str2; i; } if (*str1 *str2) return 1; else return -1; }strstr函数原型const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );函数功能在 str1 字符串中查找是否存在完整连续的 str2 字符串如果有就返回 str1 中存在的与 str2 字符串一模一样的最先出现的字符串的起始地址如果没有就返回 NULL。函数模拟实现char* my_strstr(const char* str1, const char* str2) { assert(str1 str2); if (*str2 \0) { return (char*)str1; } const char* s1 str1; const char* s2 str2; const char* cp str1; while (*cp) { s1 cp; while (*s1 *s2) { s1; s2; if (*s2 \0) return (char*)cp; if (*s1 \0) { return (char*)NULL; } } s2 str2; cp; } return (char*)NULL; }strtok函数原型char * strtok ( char * str, const char * delimiters );函数功能将 elimiters 所指向的常量字符串的每个字符作为分隔符以这些分隔符来分割 str 将 str 中的分隔符变为 ’\0‘所以strtok 函数会改变原字符数组要求原字符数组为可变的如果不想改变原字符数组一般将原字符数组使用 strcpy 函数拷贝到另一个字符数组去并返回分割后的字符串首字符的地址第一次调用 strtok 函数时str 的实参为要分割的字符数组名一次函数调用只分割一次如果要多次分割第二次及以后调用 strtok 函数时str 的实参为 NULLstrtok 会记住上一次分割时分割符下一个字符的地址并从这个地址开始寻找下一个分割符将下一个分隔符变为 \0 。使用技巧如果原字符数组有多个分隔符可以使用 for 循环来快速分割for (ret strtok(buf, p); ret ! NULL; retstrtok(NULL, p)) { printf(%s\n, ret); }strerrorC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这是一个全局变量使用它需要包含头文件 include errno.h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就要使用 strerror 函数函数原型char * strerror ( int errnum );errnum 就是错误码strerror 函数将返回一个指向错误信息的首字符的字符指针。应用举例int main() { FILE* pf fopen(test.exe, r); if (pf NULL) { printf(打开文件失败\n); return 1; } fclose(pf); return 0; }假设 test.exe 这个文件不存在那么程序将输出 “打开文件失败”这会让我们迷惑到底是不存在这个文件还是访问权限的问题还是其他的原因。如果我们使用 strerror 这个函数#include stdio.h #include errno.h #include string.h int main() { FILE* pf fopen(test.exe, r); if (pf NULL) { printf(%s\n, strerror(errno)); return 1; } fclose(pf); return 0; }程序会输出 “ No such file or directory ”这样我们就知道问题出在哪里了。perror相对于 strerror 函数perror 函数更加方便它可以直接打印错误信息。使用 perror 需要包含头文件 include stdio.h函数原型void perror ( const char * str );str 是指向你自定义的信息在打印错误信息之前会打印你自定义的信息应用举例int main() { FILE* pf fopen(test.exe, r); if (pf NULL) { perror(error); return 1; } fclose(pf); return 0; }程序会输出error No such file or directory针对字符的函数字符分类函数需要包含头文件 #include ctype.h函数名参数满足下列条件就反回非零否则返回零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\visdigit十进制数字字符 0~9isxdigit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~Fislower小写字母字符a~zisupper大写字母字符A~Zisalpha字母字符a~z或A~Zisalnum字母或者数字字符,a~z,A~Z,0~9ispunct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函数大小写转换函数需要包含头文件#include ctype.htoupper 函数小写转大写和 tolower 函数大写转小写它们的参数是一个任意的 ASCII 码值不一定是大小写字母函数内部会判断如果不是大小写字母直接返回原字符返回值是转换后的字符的 ASCII 码值。应用举例int main() { char arr[] I Have An Apple.; int i 0; while (arr[i]) { if (isupper(arr[i])) arr[i] tolower(arr[i]); printf(%c, arr[i]); i; } return 0; }针对内存的函数以下函数都要包含头文件 string.hmemcpystrcpy 是拷贝字符串的函数如果我们想拷贝一个整形数组就要使用 memcpy 函数。函数原型void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );destination指向目标空间的指针source指向源空间的指针size_t num要拷贝的字节数void*函数返回目标空间的首地址应用举例int main() { int arr1[10] { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; int arr2[10] { 3,4,5,6,7 }; memcpy(arr1, arr2 2, 12); return 0; }模拟实现void* my_memcpy(void* dest, const void* src,size_t num) { assert(dest src); void* ret dest; while (num--) { *(char*)dest *(char*)src; dest (char*)dest 1; src (char*)src 1; } return ret; }不足之处如果源空间与目标空间有重叠的地方用这种方式拷贝有 BUG。比如int main() { int arr1[10] { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 }; my_memcpy(arr1 2, arr1, 20); return 0; }我想把 01234 拷贝到 23456 的位置上去预期的结果应该是0101234789实际的结果是0101010789解决方法如果我们想从后往前拷贝可以解决这个问题但是如果是将 23456 拷贝到 01234 的位置上去呢这时候又只能从前往后拷贝了所以我们得分情况讨论1、当 dest 在 src 的左边时从前往后拷贝2、当 dest 在 src 的右边时从后往前拷贝这就是 mommove 函数的思路。memmovemommove 函数可以实现有重叠的内存拷贝。运用以上思路模拟实现 mommove 函数evoid* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) { assert(dest src); void* ret dest; 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; }注意1、拷贝时要防止数组越界这不是函数该保证的事情而是程序员该保证的。2、库函数的 memcpy 与 mommove 的其实都能处理有重叠的情况。3、最保险的方式是统一用 mommove。memcmp函数原型int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );ptr1 和 ptr2 指向要比较的字节num要比较的字节数量返回值只要 *ptr1 *ptr2 返回一个大于 0 的数只要 *ptr1 *ptr2 返回一个小于 0 的数否则返回 0。memset函数原型void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );ptr要设置的内存的起始地址。value要设置的数据可以是整形可以是字符的 ASCII 码值也可以是字符如 ‘x’。num要设置的字节数。返回值设置的内存的起始地址。注意memset 函数是一个一个字节设置的将数组中每一个元素都初始化为 1 如果用int arr[10] { 0 };momset(arr , 1 , 40);这种方式初始化数组是不对的数组中每一个元素都被初始化为 0x 01 01 01 01将 int 类型的数组全部初始化为 0 或 -1 可以使用 memset初始化为其他数值不建议