0基础 三个月掌握C语言（11）

字符函数和字符串函数

为了方便操作字符和字符串 C语言标准库中提供了一系列库函数 接下来我们学习一下这些函数

字符分类函数

C语言提供了一系列用于字符分类的函数，这些函数定义在ctype.h头文件中。这些函数通常用于检查字符是否属于特定的类别，例如大写字母、小写字母、数字等。以下是一些常用的字符分类函数：

1.isalpha(int c): 检查字符c是否为字母（大写或小写）。

2.isupper(int c): 检查字符c是否为大写字母。

3.islower(int c): 检查字符c是否为小写字母。

4.isdigit(int c): 检查字符c是否为数字（0-9）。

5.isalnum(int c): 检查字符c是否为字母或数字。

6.isxdigit(int c): 检查字符c是否为十六进制数字（0-9，a-f，A-F）。

7.isspace(int c): 检查字符c是否为空白字符（例如空格、制表符、换行符等）。

8.ispunct(int c): 检查字符c是否为标点符号。

9.isgraph(int c): 检查字符c是否为图形字符（即非空格字符）。

10.isprint(int c): 检查字符c是否为可打印字符（包括图形字符和空格字符）。

11.iscntrl(int c): 检查字符c是否为控制字符（例如回车符、换行符等）。

这些函数通常接受一个int类型的参数，这是因为char类型在C语言中实际上是一个小的int类型。如果字符属于指定的类别  这些函数返回一个非零值（通常是1） 否则返回0。

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似，我们就讲解⼀个函数的事情，其他的⾮常类似：

比如 函数islower 如果它的参数是小写字母 就返回非0的整数 如果不是小写字母 就返回0

练习：

写⼀个代码，将字符串中的⼩写字⺟转⼤写，其他字符不变。

当然我们没学上述字符分类函数也能做出来 只需要让小写字母-32即可

现在我们用字符分类函数来做

字符转换函数

C语⾔提供了2个字符转换函数： 

int tolower(int c);//将参数传进去的大写字母转小写

int toupper(int c);//将参数传进去的小写字母转大写

之前的代码，我们将⼩写转⼤写，是-32完成的效果，有了转换函数，就可以直接使⽤ tolower函数。

长度不受限制的字符串函数

strlen的使用和模拟实现

函数原型：

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' )。

参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。

strlen的使⽤需要包含头⽂件#include<string.h> 

注意函数的返回值为 size_t，是⽆符号的（易错）

两个size_t（无符号的数）相减得到的结果仍然为无符号数 所以输出>

我们要是强转为int类型 即可得到想要的答案

学会strlen函数的模拟实现 

我们在之前也有学过

1.计数器的方式

2.指针-指针的方式

3.递归的方式（不创建临时变量count）

my_strlen(“abcdedg”)

1+my_strlen(“bcdedg”)

1+ （1+my_strlen(“cdedg”)）

strcpy的使用和模拟实现

函数原型：

源字符串必须以 '\0' 结束。

会将源字符串中的 '\0' 拷⻉到⽬标空间。

⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串。

⽬标空间必须可修改。(如果目标空间为常量字符串的时候 无法修改）

（如 char* arr2=”xxxxxxxxx”;)这里就无法修改目标空间arr2了

看下列代码：

接下来我们再给一段代码来看

看到调试的结果 我们就知道strcpy会将源字符串的’\0’拷贝到目标文件

strcpy模拟实现 

我们可以有一个更加简单的代码

我们模拟函数 尽可能去和原函数相像

strcat的使用和模拟实现

strcat函数的功能是拼接一个字符串到目标空间

函数原型：

源字符串必须以'\0'结束

⽬标字符串中也得有\0 ，否则没办法知道追加从哪⾥开始

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

上代码：

strcat函数模拟实现

当然我们main函数内的my_strcat也可以修改一下  改成：

strcat可以在自己后面追加个自己吗

这里的while是死循环  造成越界访问 程序崩溃

因为这里的dest和src指针都指向arr1 当我们的dest找到了\0 后  此时src指向数组首元素 然后在dest所指的位置接上src位置上的字符   我们会发现src不会遇到\0  因为\0位置都被覆盖了 所以该循环是个死循环

如果遇到自己给自己追加 我们尽量不用strcat函数

strcmp的使用和模拟实现

函数原型：

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

那么如何判断两个字符串？ ⽐较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的⼤⼩。

strcmp的使用

strcmp的模拟实现

当然我们也可以有另一种方式来比较字符串

这里的return *str1-*str2  当str1大于str2时就返回大于0的数

具体的数根据对应的字符的ASCII码的差值  这里的14就是q和c的ASCII码的差值

长度受限制的字符串函数

strncpy函数的使用

函数原型：

1.从源字符串拷贝num个字符到目标空间

2.如果源字符串的长度小于num  则拷贝完字符串之后 在目标的后边追加0  直到num个

当然如果我们这里的num值为8时 我们会在后面加两个’\0’来补空缺位置

strncat函数的使用

函数原型：

strncat函数的用途是将一个字符串（源字符串）的内容连接到另一个字符串（目标字符串）的末尾，但连接的字符数最多为指定的数量。

其中，destination(接下来用dest表示）是目标字符串，source（下面用src表示）是源字符串，num是要连接的字符数。

在连接过程中，strncat函数会检查src中的字符数。如果src中的字符数大于num，那么strncat只将src的前num个字符附加在dest末尾；如果src中的字符数小于num，那么strncat会将src的所有字符附加在dest末尾。

值得注意的是，dest需要有足够的空间来容纳要拷贝的字符串。另外，strncat函数会先将dest字符串最后的’\0’覆盖掉，然后在字符追加完成后，再追加’\0’。

注意：我们这边追加的’\0’和strncpy的补’\0’不一致 当然我们只要知道末尾会有’\0’就ok了

长度不受限制的字符串函数和长度受限制的字符串函数

长度受限制的字符串函数相对安全（并不是绝对安全）

例如上述代码 strcpy不会管会不会越界 会直接进行拷贝操作

strncmp的使用

函数原型：

比较str1和str2的前num个字符 如果相等就继续往后比较 最多比较num个字母 如果提前发现不一样 就提前结束 大的字符所在的字符串大于另外一个 如果num个字符都相等 就是相等 返回0

strstr的使用和模拟实现

函数原型：

在一个字符串中 查找另一个字符串

函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置

字符串的比较匹配不包含\0字符  以\0作为结束标志

举例：

strstr的模拟实现

接下来我们来讲解在模拟实现中需要考虑的问题

1.最简单的情况

如str1=abcdef  str2=bcd

这里str1中并没有重复元素 当我们找到b 接着向下比较 直到找到str2的所有元素 最后输出bcdef

2.复杂情况（为什么需要cur指针）

如str1=abbbcdef  str2=bcd

这里就比较复杂了 当我们找到第一个b时 我们再向后找3个元素时 发现和str2不相等  如果没有cur指针指向移动前的所在位置（这里是第一个b所在位置） 此时s1已经指向str1中最后一个b 而s2指向str2中的d 这样我们就会导致无法正确查询在str1是否有和str2字符串相同的片段

3.如果str1=abc  str2=abc

这里我们知道字符串中有\0来结束 当s1和s2指向\0时 就已经结束了 如果接着向下搜寻 会导致越界访问 所以我的while循环里需要判断s1和s2是否为\0

4.注意这里的强制类型转换

这里有两种原因进行强制类型转换

首先是因为函数的返回值类型为char*

其次因为刚开始 我们设置成const char* 这样就无法对字符串进行操作了 这时强制类型转换是为了字符串的改变

5.特殊情况：当*cur找不到相同字符串时 即为空

strtok函数的使用

函数原型：

sep参数指向一个字符串 定义了用作分隔符的字符集合（该字符串是分隔符的集合）

第一个参数指向一个字符串 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 所以被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

接下来我们上代码来解释

strtok函数会把@和.变为\0  第一个参数为arr2（不为NULL）  函数保存第一个标记所在字符串中的位置 如果再次调用时 我们要传NULL  函数将在同一个字符中被保存的位置开始 查找下一标记

这里我们可能就会想 这函数这么复杂 有什么用 其实我们上述代码只是为了让大家理解该函数 接着我们上一个代码 让大家感受一下strtok函数

这里仅仅一个for循环就把我们之前写的那么多行代码给替换了 所以每个函数只要我们会用 它就是有用的 但该函数用的还是比较少 大家理解 掌握即可

strerror的使用

函数原型：

strerror函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回来

在不同的系统和C语言标准库的实现中都规定了一些错误码  一般是放在errno.h这个头文件中说明的  C语言程序启动的时候就会使用一个全局的变量errno来记录程序的当前错误码  只不过程序启动的时候errno是0  表示没有错误  当我们在使用标准库中的函数的时候发生了某种错误  就会将对应的错误码  存放在errno中 每一个错误码都有对应的错误信息的  strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回