【c语言：常用字符串函数与内存函数的使用与实现】

简介：本篇文章是对C语言中常用的字符串函数和内存函数的学习以及模拟实现
文档内容来自：https://legacy.cplusplus.com/

1. strlen函数

1.1使用

• 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。
• 注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）
• 使用需要包含对应的头文件<string.h>

下面这个代码的执行结果是什么呢？

int main()
{
	const char* str1 = "abcdef";
	const char* str2 = "bbb";
	if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
	{
		printf("str2>str1\n");
	}
	else
	{
		printf("srt1>str2\n");
	}
	return 0;
}

strlen(str1) = 6，strlen(str2) = 3。3-6小于0，所以输出str>str2对吗？
恭喜你，掉坑里了

两个无符号数运算的结果还是无符号数，-3看成无符号数就是3，3>0所以输出str2>str1。

1.2模拟实现

1. 定义新变量的方法

size_t my_strlen(char* str)
{
	size_t count = 0;
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

2. 指针-指针

size_t my_strlen(char* str)
{
	char* cur = str;
	while (*str)
	{
		str++;
	}
	return str-cur;
}

3. 不定义新变量，递归法

size_t my_strlen(char* str)
{
	if (*str == '\0')
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1 + my_strlen(str + 1);
	}
}

2.strcmp函数

2.1使用

两个字符串进行比较的时候就不能再像整数那样使用 > < = 来比较了，它实际比较的是两个字符串对应字符的ASCLL码值

• 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

2.2模拟实现

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 != NULL);
	assert(str2 != NULL);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
	/*if (*str1 > *str2)
	{
		return 1;
	}
	else
		return -1;*/
}

3.strncmp函数

3.1使用

strncmp函数与strcmp函数的使用十分相似，strncmp函数只是限定了比较几个字符的大小
例如：比较前五个字符的大小

当要比较的长度大于两个串本身的长度时，比较到其中一个串的末尾即可

3.2模拟实现

int my_strncmp(const char* str1, const char* str2, int num)
{
	assert(str1 != NULL);
	assert(str2 != NULL);
	//无字符串可比，直接返回0
	if (!num)
	{
		return 0;
	}
	//1.两字符串相等
	//2.在规定的范围内
	//3.字符串未到末尾
	while ((*str1 == *str2) && --num && *str1 != '\0')
	{
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}

4.strcpy函数

4.1 使用

• 源字符串必须以 ‘\0’ 结束
• 会将源字符串中的 ‘\0’ 拷贝到目标空间。
• 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。
• 函数返回目标空间的起始地址

4.2模拟实现

写法1：

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

写法2：

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

5.strcncpy

5.1使用

• 将源字符串的前 num 个字符复制到目标字符串。
• 如果在复制 num 个字符之前找到源 C 字符串的末尾（由 null 字符表示），则 destination 将用零填充，直到总共写入 num 个字符。（不足num个，用0填充）

5.2模拟实现

char* my_strncpy(char* dest, const char* src, int num)
{
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	char* ret = dest;
	while ((*dest++ = *src++) && --num)
	{
		;
	}
	while (--num)
	{
		*dest = 0;
		dest++;
	}
	return ret;
}

6.strcat函数

6.1使用

• 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。
• 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。
• 目标空间必须可修改。
• 函数返回目标空间的起始地址
• 字符串自己给自己追加，如何？（需要使用memmove）

6.2模拟实现

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	char* ret = dest;
	//找dest的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	//开始追加
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

7.strncat函数

7.1使用

• 将源的前 num 个字符附加到目标，外加一个终止 null 字符
• 如果 source 中 C 字符串的长度小于 num，则仅复制 ‘\0’ 之前的内容
  

7.2模拟实现

char* my_strncat(char* dest, const char* src, int num)
{
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	char* ret = dest;
	//找dest的\0
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	//开始追加
	while (num-- && (*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	*dest = 0;
	return ret;
}

8.strstr函数

8.1使用

• str1中找str2字符串，返回str2第一次出现位置的地址
• 字符串的比较匹配不包含 \0 字符，以 \0 作为结束标志

8.2模拟实现

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 != NULL);
	assert(str2 != NULL);
	char* ptr1 = NULL;
	char* ptr2 = NULL;
	if (!(*str2))
	{
		return (char*)str1;
	}
	while (*str1)
	{
		ptr1 = (char*)str1;
		ptr2 = (char*)str2;
		while ((*ptr1 == *ptr2) && *ptr1 && *ptr2)
		{
			ptr1++;
			ptr2++;
		}
		if (*ptr2 == 0)
		{
			return (char*)str1;
		}
		str1++;
	}
	return NULL;
}

9.strtok函数

• delimiters参数指向⼀个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
• 第⼀个参数指定⼀个字符串，它包含了0个或者多个由delimiters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，所以在使⽤strtok函数切分的字符串⼀般都是临时拷⻉的内容并且可修改。
• 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。

是不是有点难理解？
用大白话说就是：

strtok函数是以一个delimiter函数中的字符为分隔依据的函数，第一次调用该函数需要将要分隔的字符串的地址传给他，它会根据分隔依据找第一次在字符串中出现该分隔符的位置，将其用\0替代，并且返回一个指向这个分隔符的指针。下一次调用就只需要传给它空指针和分隔依据，它会从上一个分隔符位置再次开始找，直到找到分隔符。最终找到字符串结尾即可。

10.strerror函数

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⾯的变量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，就会讲对应的错误码，存放在errno中，⽽⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是 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。

打印0-10错误码对应的信息：

例如：我们使用fopen函数打开本地某一个文件夹，它就会自动打印处使用该函数产生的错误。

再我们以上所讲的所有字符串函数，你要相对字符串进行操作，是不是必须知道它的类型呀？可不是什么时候我们都能准确的知道的，比如一个结构体类型的数据。当我们不知道的时候，那么该如何操作呢？下面我们将进行讲解：

11.memcpy

11.1使用

• 将 num 字节的值从源指向的位置直接复制到目标指向的内存块
• 源指针和目标指针指向的对象的基础类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本
• 该函数不检查源中的任何终止 null 字符 - 它始终准确复制 num 个字节

11.2模拟实现

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, int num)
{
	void* ret = dest;
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}

12.memmove函数

12.1使用

• 和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和⽬标内存块是可以重叠的。
• 如果源空间和⽬标空间出现重叠，就得使⽤memmove函数处理

12.2模拟实现

void* my_memmove(void* dest, const void* src, int num)
{
	void* ret = dest;
	//从前向后拷
	if (dest < src)
	{
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	//从后向前拷
	else
	{
		while (num--)
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}

13.memset函数

13.1使用

• memset是⽤来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。
• 将ptr指向的内存的第一个字节设置为指定的值

13.2模拟实现

void* my_memset(void* ptr, int x, int num)
{
	void* ret = ptr;
	while (num--)
	{
		*((char*)ptr + num) = x;
	}
	return ret;
}

14.memcmp函数

14.1使用

• 比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节，
• 如果它们都匹配，则返回零，或者返回一个不同于零的值，如果它们不匹配，则表示哪个值更大。
• 请注意，与 strcmp 不同，该函数在找到 null 字符后不会停止比较,

14.2模拟实现

/*
当buf1<buf2时，返回值<0
当buf1=buf2时，返回值=0
当buf1>buf2时，返回值>0
*/
int my_memcmp(const void* buffer1, const void* buffer2, int num)
{
	 当比较位数不为0时，且每位数据相等时，移动指针
	while (--num  && *(char*)buffer1 == *(char*)buffer2)
	{
		buffer1 = (char*)buffer1 + 1;
		buffer2 = (char*)buffer2 + 1;
	}
	return (*(char*)buffer1) - (*(char*)buffer2);
}

目前本人学习和使用到的字符串、内存函数就这些，如有错误，请批评指正！