C语言-字符串相关库函数用法+模拟实现

常见的与字符串有关的库函数

• strstr() 寻找子字符串
• strcat() 字符串追加函数
• strcmp() 字符串比较函数
• strcpy() 字符串拷贝函数
• strlen() 求解字符串长度
• ...

1.strstr() 寻找子字符串

我们先来看MSDN中对该函数的功能描述：Find a substring.（寻找子字符串）

在string字符串中找子字符串strCharSet首次出现的位置，返回一个指针变量，如果子字符串strCharSet在string字符串中没有出现返回NULL;

为了更好的模拟实现这个函数的功能，我们画图来模拟寻找子字符串的过程：

     （abcdcdef字符串我们称为A串，cde我们称为B串）

查找的过程需要三个指针(s1,index,s2)，在下面的思路中会解释为什么需要三个指针。

我们查找的思路是：(字符指针index,s1指向A，s2指向B）(查找成功又称匹配成功）

A串中的每一个字符都有可能成为子字符串B匹配的起点，从而在A中找到B，所以我们从A的首个字符开始用index遍历A，如果与B的首个字符不相同，则字符指针index+1，跳过一个字符，查找下一个字符，如果找到字符与B的首个字符相同，这个位置很有可能匹配成功，所以我们需要把这个位置记录下来，但如果只有一个指针指向A，后续匹配仍需指针移动，会导致我们不能记录这个位置，所以我们需用另外一个指针s1从index指向的位置开始完成A和B的继续匹配，而index指针不移动，用于记录匹配的首位置，指向A的指针s1和B的指针s2继续检查下一个字符是否匹配，如果B被查找到'\0‘,则查找结束，我们需要返回本次匹配B的首个字符在A中的位置，即index对应的位置，查找结束。如果B未到'\0’已经出现与A不匹配的情况，则index++，s1=index,s2再指向B串的首字符，继续查找，直至A到'\0',则B未在A中出现过，返回NULL,匹配结束。

只看文字比较枯燥，我们结合图片来看一下：

                                          

上述图片举出了成功找到子串首次出现位置的例子，帮助我们理解strstr()查找子字符串的过程。其实还有更为高效的字符串匹配（找子字符串）的方法--KMP算法，但我们只是为了模拟strstr()函数的实现，在此处不展开讲KMP算法。

知道了strstr()函数的实现过程，我们就能模拟实现strstr()函数了。

模拟实现：

找不到子字符串则返回NULL;

char* my_strstr(const char* str, const char* str1)
{
	char* s1 = str;
	char* index=str;
	char* s2 = str1;
	while (*index)
	{
		if (*index==*s2)
		{
			s1 = index;
			s2 = str1;
		}
		while (*s1 == *s2&&*s2&&*s1)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
			return index;
		index++;
		s1 = index;
		s2 = str1;
	}
	return NULL;
}

2.strcat() 字符串追加函数

函数功能：字符串追加，在strDest字符串后追加strSrc字符串

实现条件：

• 源字符串和目标字符串都必须有结束标志'\0'
• 目标字符串strDest必须有足够大的空间实现字符串追加

模拟实现：

找到strDest字符串'\0'处，作为起始位置，追加strSrc字符串，包括strSrc字符串的终止符'\0',作为追加后形成的新字符串的结束标志。

//字符串追加函数strcat()库函数模拟实现
char* my_strcat(char* str1, const char* str2)
{
	char* dest = str1;
	while (*str1)str1++;
	while (*str1++ = *str2++);
	return dest;
}

注意：不能字符串自己给自己追加，由于字符串长度一直增加，永远都不会遇到'\0',会形成死循环。

3.strcmp() 字符串比较函数

函数功能：实现两个字符串的比较

模拟实现：

分别从两个字符串的首字符开始，逐个字符逐个字符比较(ascii码值的比较），只要出现两个字符不相等的情况，就停止比较，并返回比较结果(如下图），如果一直到两个字符串的终止符'\0'都相等，则代表这两个字符串相等，返回int值0。

函数返回：（返回一个int型的数值表示比较结果）

• str1>str2     返回一个大于0的数
• str1==str2  返回0
• str1<str2    返回一个小于0的数

模拟实现：

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (*str1 == *str2 && *str1 && *str2)
	{
		str1++;
		str2++;
	}
	return (*str1 - *str2);
}

4.strcpy() 字符串拷贝函数

函数功能：实现字符串拷贝，把字符串strSrc一个字符一个字符拷贝到从strDest开始的位置。

以strSrc字符串的终止符'\0'作为拷贝的结束。

实现条件：

• 拷贝到的目标空间要足够大

模拟实现

//strcpy()字符串拷贝函数模拟实现
char* my_strcpy(char* dest, char* src)
{
	char* temp = dest;
	assert(dest && src);//断言，需要包含头文件<assert.h>
	while (*dest++ = *src++);
	return temp;
}

4.strlen() 求解字符串长度

函数功能：求解字符串长度，返回值是一个无符号整形数值，字符串的长度一定大于等于0。返回'\0'前的字符个数。

模拟实现：

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	size_t cnt = 0;
	while (*str++)cnt++;
	return cnt;
}

注意：

不能用strlen(str1)-strlen(str2)的计算结果与0作比较来判断哪个字符串长度更长，因为strlen()函数的返回值是size_t类型，两个size_t的数值相减得到的结果恒为size_t类型，恒为非负值。不管用任意长度大小的两个字符串的strlen()函数的返回值相减，得到的恒为非负值，无法判断长度大小情况。

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