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C语言—字符函数和字符串函数

article 2024/11/18 3:30:10

一、字符分类函数

二、字符转换函数

三、strlen的使用和模拟实现

四、strcpy的使用和模拟实现

五、strcat的使用和模拟实现

六、strcmp的使用和模拟实现

七、strncpy 函数的使⽤

八、strncat 函数的使⽤

九、strncmp函数的使⽤

十、strstr 函数的使⽤

十一、strtok 函数的使⽤

十二、strerror 函数的使⽤

一、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，这里我们只讲解一个—islower。

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。例如利用islower将小写字母转为大写：

二、字符转换函数

C语⾔提供了2个字符转换函数：

tolower：如果c是大写字母并且具有小写等效值，则将c转换为小写等效值。如果不可能进行这种转换，则返回的值为c不变。

toupper：如果c是小写字母并且具有大写等效值，则将c转换为大写等效值。如果不可能进行这种转换，则返回的值为c不变。

有了转换函数，我们就可以很容易进行大写转小写或者小写转大写。例如：

三、strlen的使用和模拟实现

从上图可以看出使用strlen函数需要传一个char* 的指针，同时返回一个无符号的整型数据，即字符串的长度。使用strlen函数有几个注意事项：

• 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）
• strlen的使⽤需要包含头⽂件（string.h）

使用：

这样也可以：

模拟实现：（下面所有代码中的断言是防止传空指针）

方式一：

如上图，上述方法是通过遍历字符串，指针每次移动一个字符的大小，只要不为 ‘\0’ ，count就加1，直到遇到‘\0’结束，count即为字符串的长度。

方式二：

递归展开图：（以"abc"为例）

方式三：

通过指针 - 指针得到中间的元素个数。

四、strcpy的使用和模拟实现

从图中可以看出该函数有两个形参，第一个是目的字符串，第二个是源字符串，它的功能是将源字符串拷贝到目的字符串，并返回目的字符串指针。使用时有几个注意事项：

• 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。

使用：

模拟实现：

解释：通过遍历源字符串，当源字符串不为 '\0' 时将源字符串内容赋值给目的字符串，当源字符串为 '\0' 时，退出循环，将 '\0' 赋给目的字符串完成拷贝。

五、strcat的使用和模拟实现

从图中可以看出该函数有两个形参，第一个是目的字符串，第二个是源字符串，功能是将源字符串追加到目的字符串后面（目的字符串的 '\0' 会被源字符串的第一个字符覆盖）。

注意事项：

• 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。

使用：

模拟实现：

解释：先使目标字符串指针移动到 '\0' 位置，再遍历源字符串进行赋值，最后将 '\0' 赋给目的字符串完成追加。

六、strcmp的使用和模拟实现

该函数需要传两个字符串指针，功能是比较这两个字符串的大小。我们可以通过它返回的int值来判断两个字符串谁大。（实际上比较的是对应位置的字符的ASCII码值）

• 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

使用：

模拟实现：

画个图来理解：

最开始两个指针都指向字符串的头部位置，当字符相同时，都向下移动，如果都移动到 '\0' 则说明两个字符串相等，返回0，如果移动到不相等的字符时，则退出循环，返回两个字符的ASCII码值的差。如果差大于0，第一个字符串就大于第二个字符串，如果小于0，第一个字符串就小于第二个字符串。

七、strncpy 函数的使⽤

strncpy和strcpy很像，strncpy比strcpy多一个形参，它可以拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间。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。

使用：

八、strncat 函数的使⽤

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。

使用：

九、strncmp函数的使⽤

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。

使用：

十、strstr 函数的使⽤

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。

使用：

十一、strtok 函数的使⽤

• 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

使用：

十二、strerror 函数的使⽤

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。例如：

（一）