详解字符串函数＜string.h＞（上）

1. strlen函数的使用和模拟实现

size_t strlen(const char* str);

1.1 函数功能以及用法

字符串长度

strlen函数的功能是计算字符串的长度。在使用时，要求用户传入需要计算长度的字符串的起始位置，并返回字符串的长度。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr[] = "abcdef";int len = strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

1.2 函数的原理

该函数在得到字符串的起始位置之后，会从该起始位置开始依次向后检索并计数，直到遇到'\0'为止。

1.3 注意事项

1. 字符串以 '\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' )。

2. 参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。

3. 注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）

针对第三点，我们给出以下示例

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

由于strlen函数返回值的类型为“size_t”(unsigned int)，所以两个strlen函数返回值相减，得到的结果的类型也是“size_t”，而该类型的数据一定会是大于等于零的，这与我们的代码所表达的意思不一致。

1.4 模拟实现

strlen的实现较为简单，所以这里给出三种实现方式：

1.4.1 计数器

在函数内部创建一个计数器，用以记录字符的个数

size_t my_strlen1(const char* str)
{assert(str);size_t count = 0;//计数器while(*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}

1.4.2  指针-指针

size_t my_strlen2(const char* str)
{assert(str);const char* strx = str;while(*strx != '\0'){strx++;}return strx - str;//指针-指针
}

1.4.3 递归

size_t my_strlen3(const char* str)
{assert(str);if(*str == '\0')return 0;elsereturn 1 + my_strlen3(str+1);
}

2. strcpy函数的使用和模拟实现

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

2.1 函数功能以及用法

字符串拷贝

该函数会把“source”指向的字符串拷贝到“destination”指向的字符数组数组中，包括'\0'。在使用时，要求用户分别传入目标数组的起始地址和源字符串的起始地址，并返回目标数组的起始地址

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char name[20] = {0};strcpy(name, "zhangsan");printf("%s\n", name);return 0;
}

2.2 函数的原理

“destination”和“source”依次逐字节移动，每次移动前将“source”指向的字符拷贝到“destination”指向的空间，直到将'\0'拷贝到目标数组中为止。

2.3 注意事项

1. 源字符串必须以 '\0' 结束。

2. 会将源字符串中的 '\0' 拷⻉到⽬标空间。

3. ⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串。

4. ⽬标空间必须可修改。比如目标空间是处存放的是一个常字符串或者被const修饰的字符数组。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{const char* p = "abcdef";char arr[] = "bit";strcpy(p, arr);return 0;
}

2.4 模拟实现

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{assert(dest && src);char* ret = dest;while(*dest++ = *src++);return ret;
}

3. strcat函数的使用和模拟实现

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

3.1 函数功能以及用法

字符串追加

该函数会将“source”指向的字符串追加到“destination”指向的字符数组的后面，原本的'\0'会被覆盖，源字符串的'\0'会被一起追加到字符数组之后(某些实现中可能是额外添加的'\0')。在使用时，要求用户分别传入目标数组的起始地址和源字符串的起始地址，并返回目标数组的起始地址。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[20] = "hello ";strcat(arr1, "world!");printf("%s\n", arr1);return 0;
}

3.2 函数的原理

首先找到目标数组结尾处的'\0'，将其当作目标空间的起始地址的话，接下来的步骤就与strcpy相同了。

3.3 注意事项

1. 源字符串必须以 '\0' 结束。

2. ⽬标字符串中也得有 \0 ，否则没办法知道追加从哪⾥开始。

3. ⽬标空间必须有⾜够的⼤，能容纳下源字符串的内容。

4. ⽬标空间必须可修改。

5. 字符串自己给自己追加可能会出错。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr[20] = "hello";strcat(arr, arr);printf("%s\n", arr);return 0;
}

在第一个字符拷贝结束时，arr结尾的'\0'就被覆盖了，这时，strcat函数就不知道追加应该何时停止。 

3.4 模拟实现

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{assert(dest && src);char* ret = dest;while(*dest){dest++;}while(*dest++ = *src++);return ret;
}

4. strcmp函数的使用和模拟实现

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

4.1 函数功能以及用法

字符串比较

C语言标准规定：

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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char arr1[20] = "zhangsan";char arr2[] = "zhangsanfeng";int ret = my_strcmp(arr1, arr2);if(ret < 0)printf("<\n");else if(ret == 0)printf("=\n");elseprintf(">\n");return 0;
}

4.2 函数的原理

按下标依次比较两个字符串元素的ascll码值。

4.3 注意事项

好像没什么好注意的。

4.4 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++;}return (*str1 - *str2);
}