C语言 - 字符函数和字符串函数

系列文章目录

前言

目的：学习主要常见字符串和字符串函数，及其部分函数的模拟过程。

1. 字符分类函数

C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的，也就是⼀个字符是属于什么类型的字符的。
这些函数的使⽤都需要包含⼀个头⽂件是 ctype.h。

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：

 	int islower ( int c );

islower 是能够判断参数部分的 c 是否是⼩写字⺟的。
通过返回值来说明是否是⼩写字⺟，如果是⼩写字⺟就返回⾮0的整数，如果不是⼩写字⺟，则返回0。

案例1：
写⼀个代码，将字符串中的⼩写字⺟转⼤写，其他字符不变。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
 	int i = 0;
 	char str[] = "Test String.\n";
 	char c;
 while (str[i])
 {
 	c = str[i];
 	if (islower(c)) {
 		c -= 32;
 	}
  	putchar(c);
 	i++;
 }
 return 0;
}

输出结果：

把字符数组的所有内容都改成大写。

2. 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

上⾯的代码，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。
案例2：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
 	int i = 0;
 	char str[] = "Test String.\n";
 	char c;
 	while (str[i]){
 		c = str[i];
 		if (islower(c)) 
 		c = toupper(c);
 		putchar(c);
 		i++;
 	}
 	return 0;
}

这里和案例1不同，案例1是- 32，是减去ASCLL的值得到大写字母。案例2是函数内部运算的。

3. strlen的使⽤和模拟实现

函数内容：

计算字符串长度，遇到\0才结束。

size_t strlen ( const char * str );

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 ）。
4. strlen的使⽤需要包含头⽂件<string.h>

strlen的模拟实现：

案例1：

//计数器⽅式
int my_strlen(const char * str)
{
 	int count = 0;
 	assert(str);//断言一下，执行函数之前不为NULL指针。
 	while(*str){//str == \0,时停止。
 		count++;
 		str++;
 	}
 	return count;
}

案例2：
递归的方式，实现计数，同时不创建临时变量。

//不能创建临时变量计数器
int my_strlen(const char * str)
{
 	assert(str);
 	if(*str == '\0'){
 		return 0;
 	}
 	else 
 		return 1+my_strlen(str+1);
}

分析：

案例3：
指针-指针的⽅式：在数组里面，等于指针与指针之间的元素个数。

int my_strlen(char *s)
{
 	assert(str);
 	char *p = s;
 	while(*p != ‘\0’ )
 		p++;
 	return p-s;
}

4. strcpy 的使⽤和模拟实现

函数库内容：

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

返回首元素地址

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。

比如说：
常量字符串是不可以修改的，所以字符串函数基本上是对于字符串数组来说的。

案例1：

把字符串”holle“复制到str1 + 4开始的位置

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char str1[] = { "123456789" };
	//也可以char str2[] = "hello";
	//strcpy(str + 4, str2);//把字符串”holle“复制到str1 + 4开始的位置。
	strcpy(str1 + 4, "hello");
	puts(str1);
	return 0;
}

输出结果：

这里把\0，也给输出过去了，遇到\0，结束打印。

strcpy的模拟实现:

实现代码：

char *my_strcpy(char *dest, const char*src){ 
	char *ret = dest;//记录开始位置
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL); 
	while((*dest++ = *src++)){//当src == '\0'时，赋值且停下。
		;
	}
	return ret;
}

4. 1 strncpy 函数的使⽤

限制字符串长度复制

1. 拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间。
2. 如果源字符串的⻓度⼩于num，则拷⻉完源字符串之后，在⽬标的后边追加0，直到num个。

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

上面案例strcpy案例1代码，若要将字符串2的前n个字符复制到str1中，就可以使用strncpy。代码2：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char str1[] = { "123456789" };
	char str2[] = "hello";
	//strcpy(str + 4, str2);
	strncpy(str1 + 4, str2, 4);
	puts(str1);
	return 0;
}

输出结果：

这里刚刚好没有把\0复制到str1中，当然还有一种案例,就是超出str2的长度会怎么样呢？
案例3：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char str1[] = { "123456789" };
	char str2[] = "hello";
	//strcpy(str + 4, str2);
	strncpy(str1, str2, 7);
	puts(str1);
	return 0;
}

调试一下：

超出的都变成了\0.

5. strcat的使⽤和模拟实现

作用：链接两个字符串，返回首元素地址

注意：

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.链接时，字符串1的\0被字符串2覆盖。
   链接字符串2可以是字符串常量。

代码1：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char str1[20] = { "hello," };
	strcat(str1, "how are you!");
	puts(str1);
	return 0;
}

输出结果：

5.1 模拟实现strcat函数：

char *my_strcat(char *dest, const char*src){
	char *ret = dest;//记录首元素地址
 	assert(dest != NULL);
 	assert(src != NULL);
 	while(*dest){//dest ！= \0,就++。
 		dest++;
 	}
 	while((*dest++ = *src++)){//把\0覆盖，把字符串2链接到字符串1
 		;
 	}
 return ret;
}

5.2 strncat函数的使⽤

限制字符串长度链接

函数内容：

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

将source指向字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，再追加⼀个 \0 字
符
如果source 指向的字符串的⻓度⼩于num的时候，只会将字符串中到
\0 的内容追加到destination指向的字符串末尾

符串的⻓度⼩于num的时候，只会将字符串中到\0 的内容追加到字符串末尾，怎么理解，来看代码：

案例1：

把字符串2前面4个字符连接到字符串1

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "helle\0xxxxxx";
	char arr2[] = "world";
	strncat(arr1, arr2, 4);
	return 0;
}

调试一下：

这里提前加了\0，提前结束了字符串1。

6. strcmp的使⽤和模拟实现

作用：比较两字符串的大小
大小的比较方式：从左到右比较每个字符的ASCLL的值，只要前面字符大，则字符串大。

• 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

案例1：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char str1[] = "zheng";
	char str2[] = "zhao";
	int ret = strcmp(str1, str2);
	if (ret > 0) {
		puts("大于");
	}
	else if (ret == 0){
		puts("等于");
	}
	else {
		puts("小于");
	}
	return 0;
}

输出结果分析：

6.1strcmp函数的模拟实现：

int my_strcmp (const char * str1, const char * str2)
{
 	int ret = 0 ;
 	assert(src != NULL);
 	assert(dest != NULL);
 	while(*str1 == *str2){//比较sacll的值
 		if(*str1 == '\0')//如果*str1 和 str2等于\0,字符串相等。
 			return 0;
 		str1++;
 		str2++;
 }
 return *str1-*str2;//如果有字符不相等的比较ASCLL的值，返回。
}

这就是strcmp函数的模拟实现了。

7.strncmp函数的使⽤

限制字符串长度比较

函数内容：

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

**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。
案例1：

int main()
{
	char str1[] = "zheng";
	char str2[] = "zhao";
	int ret = strncmp(str1, str2, 3);
	if (ret > 0) {
		puts("大于");
	}
	else if (ret == 0){
		puts("等于");
	}
	else {
		puts("小于");
	}
	return 0;
}

那如果把限制长度变成2呢？
输出结果：

等于，因为前面两个字符相同。

8. strstr 的使⽤和模拟实现

功能：从字符串1中找出字符串2

函数内容：

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

返回的是地址

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。

案例1：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
 	char str[] ="This is a simple string";
 	char * pch;
 	pch = strstr (str,"simple");
 	//strncpy (pch,"sample",6);
 	printf("%s\n", pch);
 return 0;
}

输出结果：

说明什么？说明strstr函数记录相同字符串在str的地址，也可以去掉代码的注释内容，链接完整。
去掉注释后的输出结果：

8.1strstr的模拟实现：

char * my_strstr (const char * str1, const char * str2)
{
 	char *cp = (char *) str1;//记录首元素地址
 	char *s1, *s2;
 	if ( !*str2 )//空指针取反为真
 		return((char *)str1);
 	while (*cp）{
 		s1 = cp;
 		s2 = (char *) str2;
 		while ( *s1 && *s2 && !(*s1-*s2) )//s1,s2不等于\0,且*s1和*s2相同
 			s1++, s2++;
 		if (!*s2)//s2等于\0时
 			return(cp);//返回找到字符串1找到相同字符串2的起始地址。
 		cp++;//如果找不到cp++
 	}
 	return(NULL);
}
int main()
{
	char arr1[] = "abbbcdf";
	char arr2[] = "bbc";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret != NULL) {
		printf("%s\n", ret);
	}
	else {
		printf("找不到\n");
	}
	return 0;
}

分析如图：

重点：可以用char*pr接收返回地址，如果找不到会返回空指针，所以最好判断之后在打印。

9. strtok 函数的使⽤

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

• sep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。
代码展示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "192.168.6.111";
	char* sep = ".";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep)){
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

分析：

第1次找：strtok在后面找不到sep，也就是找不到存放在sep的特殊字符，就会返回NULL，如果找到就返回切割字符串的首字符地址，并把字符1和sep存放特殊字符一样的换成\0，
第2次NULL解析:如果输入很乱，不知道第2次找的首字符的地址在哪里，但函数记住了，第2次只要传NULL函数就可以找到第2次开始的位置。所以第2次传参只要传NULL和sep（查找的特殊字符）就可以了。

也就是说：strtok这个函数有点特别，第一次找到\0时，他自己就会记录下一次开始的位置，不需要自己传，函数自己知道，所以只要传入NULL就可以2次调用函数，函数自己记录着开始位置，在查找sep（查找的特殊字符）进行切割。

好了，今天的分享就到这里了，都看到这里了，点一个赞吧，谢谢。