C语言相关的基础字符串函数

C语言中没有专门的字符串类型，所以就用字符数组和字符指针形式表示

char arr[]="abcdef"; //字符数组表示的字符串
2 char*arr="abcef"; //常量字符串

对字符串进行操作的函数，可以称为字符串函数，比较常见的有：strlen，strcmp，strcpy，strcat，strncpy，strncat，strncmp，strstr，strtok，strerror

strlen

strlen是用来计算字符串长度的函数，函数的参数是指针，从指针指向位置开始计数，遇到‘\0'为止，计数个数为\0前出现的字符个数（不包括'\0'）

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr[] = "abcdef";
    char p[] = { 'a', 'b', 'c', 'd' };
    int i=strlen(arr);
    int j=strlen(arr + 1);
    int k = strlen(p);
    printf("%d   %d    %d", i, j,k);
    //结果是6  5  随机值
    //6和5表示了strlen是从指针指向的地方开始计算字符串的长度的，而不只是简单从第一个字符开始计算。
    //随机值的出现是因为字符数组p没有'\0'的存在，所以计数会一直进行，直到在界外遇到\0才停下
    //所以参数指向的字符串必须以\0结束才能用到strlen
    return 0;
}

strlen作为一个函数他有属于自己的返回值类型，它的类型是unsigned int 也就是无符号的整型，所以在strlen的返回值中是不存在负数的 。这个很好理解，因为字符串的字符个数肯定是正数。但是，当遇到strlen的加减法时，也要注意这是无符号整型的加减，最后得出的结果不会是负数。

本来strlen(str2)-strlen(str1)这个结果应该是3-6，但在无符号整型中-3写成二进制表达是10000000000000000000000000000011没有符号位，显然是一个庞大的正数。这是strlen的一个细节，值得注意。

模拟实现strlen函数（原来的strlen返回类型应该是unsigned int此处使用int来返回与原来不一致，但不影响运行）

三种方法：1、计数器法 2、递归求解 3、指针减指针

1、计数器法

int my_strlen(const char*str)
{
    //计数器法，字符指针每走一位，计数器加一，一直到'\0'停下
    assert(str);
    int count = 0;
    while (*str != '\0')
    {
        str++;
        count++;
    }
    return count;
}

int main()
{
    char arr[] = "abcd";
    int n=my_strlen(arr);
    printf("%d", n);
    return 0;
}

2、递归法

3、指针减指针

模拟实现strlen这个函数是字符串函数里面比较基础的内容，有助于加深对strlen的理解。

strcmp

strcmp这个函数是用来比较字符串的，可以称为字符串比较函数。字符串之间的比较不能使用大于小于等于这种数学符号，所以C语言专门规定了一个函数叫strcmp用来比较两个字符串。strcmp这个比较函数接受的参数是字符指针

int strcmp(const char*p1,const char*p2)
//这是他的类型
//返回值是一个整数，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

字符串的比较并不是比较字符串的长度，而是比较字符的ASCII码值，如果ASCII码值相同就比较下一个字符的ASCII值，直到比出大小。

上图展示了strcmp的比较方法，比较字符的ASCII码值。这里的编译器使用了vs2013，默认返回值-1。返回值是一个负数，表示在这两个函数中第一个字符串都小于第二个字符串。但是并不是所有编译器都返回-1这个值，在这种情况下，只要返回值是一个负数，就是合理的。

 模拟实现strcmp函数

int my_strcmp(const char*str1, const char* str2)
{
       
    assert(str1&&str2);
    while (*str1&&*str2 && (*str1 == *str2))
    {
        //字符出现不相等或者出现字符串结束时，进入比较环节
        str1++;
        str2++;
    }
    if (*str1 > *str2)
        return 1;
    else if (*str1 < *str2)
        return -1;
    else
        return 0;

}

此处没有写主函数，这只是一个模拟字符串比较函数，写得较为简单。基本思想就是利用指针，逐个字符对比ASCII码值大小。

相应的，对于不是字符串的类型也可以在内存中进行类似的操作，这时候要用到函数memcmp。（这是内存函数并非字符串函数）

int memcmp ( const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num );

基本模型如上。比较的是ptr1和ptr2指针开始的num个字节，返回值类似于strcmp，返回大于0的数就是ptr1指向的数据有更大的值，返回0就是前num个字节相等，返回小于0的数就是ptr1指向的数据在内存中值比ptr2所指向的更小。

strcpy，strncpy

strcpy是字符串拷贝函数，即将一个字符串的内容拷贝到另一个字符串中。

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

这是strcpy的基本模型，返回值类型是字符指针。参数写的也很清楚，第一个是目的地字符串，也就是用来存放拷贝内容的字符串，第二个是来源字符串，就是把这个字符串的内容拷贝到目的地中。

明显可见，函数调用时把arr2的‘\0’也拷贝了过来。这里要注意的是，来源字符串必须以\0’结束，这样才能被正常拷贝。其次便是，目标空间必须足够大，目标空间必须可变。

模拟实现strcpy函数

char*my_strcpy(char*dest, const char* src)
{
    assert(dest&&src);
    char* ret = dest;
    while (*src != '\0')
    {
        *dest = *src;
        dest++;
        src++;
    }//循环结束，src指向'\0'，再把'\0'拷贝进去函数就完成了
    *dest = *src;
    return ret;
}
char*my_strcpy(char*dest, const char* src)
{
    assert(dest&&src);//更为简洁的写法
    while (*dest++ = *src++)//直接在条件里面赋值
    {
        ;
    }
}

strncpy就是把来源字符串的前n个字符拷贝到目的字符串中，如果来源字符串字符个数小于n，拷贝的字符后面自动补0

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

面对非字符串类型的数据，可以用memcpy来进行拷贝（这是内存函数并非字符串函数）

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num )

基本模型如上。这个函数把num个字节的内容从来源拷贝到目的处。但是函数在遇到‘\0'时并不会停下来。如果来源和目的有任何重叠，这个结果都是未定义的。

整型数组的拷贝，把来源数组前12个字节的数据拷贝过来替换了目的数组的前3个数字，后面的数字不变。

模拟实现memcpy

void* my_memcpy(void*dest, void* src, int num)
{
    assert(dest&&src);
    void* ret = dest; 
    int i = 0;
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
        *(char*)dest = *(char*)src;//每一个字节进行拷贝
        ((char*)src)++;//void*指针不能进行加减操作，转成char*指针可以每次移动一个字节
        ((char*)dest)++;//要在++之前整体加上一个括号，不然指针先和++结合，强制类型转换无效
    }
    return ret;

}

当出现内存重叠，有时候不能使用memcpy函数，这时候就有函数memmove可以使用（这是内存函数并非字符串函数）

模拟实现memmove

void* my_memmove(void* dest, void* src, int count)
{
    assert(dest&&src);
    void* ret = dest;
    if (dest < src)//分析从前向后拷贝还是从后向前拷贝
        //如果dest在src前面只能从前向后拷贝，和memcpy类似
        //dest在src后面且dest<src+count只能从后向前拷贝（当然void*不能进行加减，此处只是注释而已）
    {
        while (count--)
        {
            *(char*)dest = *(char*)src;
            ((char*)src)++;
            ((char*)dest)++;
        }
    }
    else
    {
        while (count--)
        {
            *(((char*)dest) + count - 1) = *(((char*)src) + count - 1);
        }
    }
    return ret;

}
int main()
{
    int arr1[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    my_memmove(arr1 , arr1+2, 16);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 9; i++)
    {
        printf("%d ", arr1[i]);
    }
    return 0;
}

 

 

 

strcat、strncat

strcat是字符串追加函数，就是将来源字符串追加到目的字符串的‘\0'之后（目的字符串的‘\0'被替换成来源字符串首字符），追加这个过程一定程度上类似于拷贝，也就是把来源字符串拷贝到了目的字符串的后面。同样的要注意，目的字符串必须足够大，目的字符串也必须可变。来源字符串要以‘\0'结束。这几点和刚才的strcpy一样。

特别地，strcat不能用来自身追加，因为这个函数需要先找到目的字符串的‘\0’，然后进行类似于拷贝的操作。如果用于自身追加，‘\0'在拷贝时候被替代，这也就等同于来源字符串被改变了，此时来源字符串也就不是以'\0'结束，追加便出现问题了。

模拟实现strcat函数

char*my_strcat(char*dest, const char* src)
{
    assert(dest&&src);
    char* ret = dest;
    while (*dest != '\0')
    {
        dest++;
    }//先找到目的字符串中的'\0'
    while (*dest++ = *src++)
    {
        ;
    }//追加字符串，此操作同strcpy
    return ret;
}

strncat是追加来源字符串的前n个字符，变化类似于刚才 的strcpy和strncpy。

strstr

strstr是搜索子字符串的函数。

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

函数基本模型如上。函数返回类型是char*也就是一个指针。当str2不是str1的字串时，就返回空指针。当存在子串时，返回的是第一个字串的首字符地址。

模拟实现strstr

char*my_strstr(const char*str1, const char* str2)
{
    assert(str1&&str2);
    char*cur = (char*) str1;
    char*s1 = (char*)str1;
    char*s2 = (char*)str2;
    //使用cur指针来记录首字符相同的地址
    //创建s1和s2变量是为了和cur指针不发生冲突
    while (*cur)
    {
        s1 = cur;
        s2 = (char*)str2;
        while (*s1&&*s2 && (*s1==*s2))
        {
            s1++;
            s2++;
        }
        if (*s2 == '\0')
            return cur;
        cur++;
    }
    return NULL;
    //这种写法保证了出现重复字符时也能正确找到子串


}
int main()
{
    char arr1[20] = "aabbbccdd";
    char arr2[] = "bbc";
    char*ret=my_strstr(arr1, arr2);
    printf("%s", ret);
    return 0;
}

strtok

strtok是用来提取被分割的字符串的。函数模型如下

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

第一个参数是被操作的原字符串，第二个参数是分隔符形成的字符串。

strtok会找到原字符串中的下一个标记，然后用'\0'结尾，然后返回一个指向这个标记的指针。

当函数的第一个参数不是NULL时，strtok会查找第一个标记，并且保存这个标记的位置。当函数第一个参数是NULL时，strok从被保存位置开始查找下一个标记。当字符串不存在更多标记时，会返回NULL。

以上描述比较抽象，不大好理解，可以看以下代码。

 

    
int main()
{
    char arr[] = "abc@def.ghi";
    char*p = "@.";
    char buf[1024] = { 0 };
    strcpy(buf, arr);
    char*ret = NULL;
        char *ret = strtok(arr, p);//第一次使用函数，找到@将其变为'\0'然后返回a的地址，打印字符串
    printf("%s\n", ret);
    ret = strtok(NULL, p);//第二次使用函数，找到刚才的保存位置，寻找下一个标记 .将其变成'\0'然后返回d的地址，打印字符串
    printf("%s\n", ret);
    ret = strtok(NULL, p);//第三次使用函数，找到刚才的保存位置，寻找下一个标记，找到‘\0'，打印字符串
    printf("%s\n", ret);
        return 0;
}

当然实际上不会这么写代码，因为这样必须知道分隔符个数，要知道调用几次函数。可以用for循环来实现

int main()
{
    char arr[] = "abc@def.ghi";
    char*p = "@.";
    char buf[1024] = { 0 };
    strcpy(buf, arr);
    char*ret = NULL;
    for (ret = strtok(arr, p); ret != NULL; ret = strtok(NULL, p))
    {
        
//巧妙在于第一步初始化ret的值，for循环进来只用一次初值，而正好strtok（arr，p)只用一次
//判断条件是ret不返回空指针，如果返回空指针就说明字符串不存在更多标记了，不用继续往下循环了
//每走完一次循环ret值都会变化，也就是去查找下一处标记
            printf("%s\n", ret);
    }
return 0；
}

 strerror

这个函数是用来判断错误的，返回相应的错误码

char* strerror(int num)//参数是错误码

这是函数的基本模型，一般会用到errno来判断错误码。要引用头文件<errno.h>

strerror（errno）

写法如上。