【C进阶】字符串函数
C语言中对字符和字符串的处理很频繁，但是C语言本身是没有字符串类型的，字符串通常放在常量字符串中或者字符数组中
字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数
本章重点介绍处理字符串函数的库函数的使用和注意事项
一、字符串函数
这些函数都要引头文件：#include<string.h>
1.1 strlen
size_t strlen（const char *str)
（1）库函数，是用来求字符串长度的，本质上统计的是字符串中之前的字符的个数（不包括’‘）
（2）参数指向的字符串（传地址）必须要以 '' 结束
（3）注意函数的返回值为size_t，是无符号的(易错）
下面看看这个代码：思考一下结果是什么？
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
const char* str1 = "abcdef";
const char* str2 = "bbb";
if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
{
printf("str2>str1n");
}
else
{
printf("srt1>str2n");
}
return 0;
}【答案】：srt2>str1
【解释】：两个无符号数相减得到的还是无符号数，那么一个小的数减去一个大的数还是得不到负数，所以就会打印srt2>str1
【改进】：将size_t类型强转为int类型
if ((int)strlen(str2) - (int)strlen(str1) > 0)
strlen函数的三种模拟实现：
（1）计数器：
size_t my_strlen(const char* str)
{
int count = 0;
while (*str++)
{
count++;
}
return count;
}（2）递归：
size_t my_strlen(const char* str)
{
if (*str)
return my_strlen(str+1) + 1;
else
return 0;
}（3）指针-指针
size_t my_strlen(const char* str)
{
char* p = str;
while (*p)
{
p++;
}
return p - str;
}1.2 strcpy
char* strcpy(char * destination, const char * source )
把 source所指向的字符串复制到 destination，而且会覆盖destination中的字符（字符串拷贝）
（1） 源字符串必须以 '' 结束
（2）会将源字符串中的 '' 拷贝到目标空间（不然找不到‘'没法结束，就可能会导致数组越界）
（3）目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串
（4）目标空间必须可变
（5）返回值是目标空间的地址（参数前面是目标字符串的地址，后面是源头字符串的地址）
验证strcpy会将源字符串中的''拷贝到目标空间：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "WORLDGOOD";
char arr2[] = "HELLO";
strcpy(arr1, arr2);
printf("%sn", arr1);
return 0;
}未strcpy前的arr1：
strcpy后的arr1： 可以看到下标为5的元素就是''
当目标空间为常量字符串时，不满足条件（4），那么就会出现错误：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char* p = "abcdefghi";//常量字符串
char arr2[] = "HELLO";
strcpy(p, arr2);//err
printf("%sn", p);
return 0;
}strcpy函数的模拟实现：
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);//防止dest和src是空指针
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}1.3 strcat
char * strcat（char * destination ，const char * source）
把 source所指向的字符串追加到 destination所指向的字符串的结尾（字符串追加）
内部逻辑：
<1>找到destination的末尾''
<2>再把source的内容追加到destination的后面，会把前面字符串的’'覆盖
（1）源字符串必须以''结束（’'也会追加过去）
（2）目标空间必须足够大，而且必须可以修改
（3）目标字符串中也得有’'，保证可以找到目标空间的末尾进行追加
（4）字符串不能自己给自己追加：这样会进入死循环，前面的''被覆盖了，没有’'无法结束
strcpy函数的模拟实现：
<1>找到目标空间的末尾
<2>数据的追加(跟strcpy函数一样）
char* my_strcat(char* dest,const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);
//1.找到目标空间的末尾
while (*dest != '')
{
dest++;
}
//2.数据的追加(跟strcpy函数一样）
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}1.4 strcmp
int strcmp （const char * str1,const char *str2)
（string compare）字符串比较函数
（1）不是比较长度，而是比较对应位置字符的大小（也就是ACSII值）
eg： str1=”abcdef“ str2=“abq"
在这个两个字符串前面两个字符都一样，但是到第三个字符位置上，str1是c，str2是q，q的ACSII值大于c，那么最后str1<str2
（2）标准规定：
str1>str2，则返回大于0的数
str1<str2,则返回小于0的数
str1和str2相等，则返回等于0的数
在VS中返回值就是-1，0，1，但是其他编译器就不一定
strcmp函数的模拟实现：
（1)初阶版：
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
while (*str1==*str2)
{
if (*str1 == '')
return 0;
str1++;
str2++;
}
if (*str1 > *str2)
{
return 1;
}
else
{
return -1;
}
}(2) 进阶版：这样简化了很多，而且返回值不只是1或者-1
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
while (*str1==*str2)
{
if (*str1 == '')
return 0;
str1++;
str2++;
}
return *str1 - *str2;
}上面介绍的都是长度不受限制的字符串函数（strcpy，strcat，strcmp）
下面再来学习一下长度受限制的字符串函数：（strncpy，strncat，strncmp）
2.1 strncpy
char * strncpy（char * destination,const char *source,size_t num)
拷贝num个字符从源字符串到目标空间
（1）如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标空间的后面追加’',直到num个
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "XXXXXXXXXXXXX";
char arr2[] = "abc";
strncpy(arr1, arr2, 6);
printf("%sn", arr1);
return 0;
}我们可以看到arr2只有四个元素，但是要传6个字符，那么就自动在后面补上’'，直到补到num个为止(这里printf打印arr1时，后面的XXXX是不会打印的，因为字符串遇到‘'就结束了，就不会再向后走了）
2.2 strncat
char * strncat(char * destination,const char *source,size_t num)
如果num大于源字符串的长度，只会追加源字符串的长度
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "abcxxxxxxxxxxxxx"; //一定要有,不然找不到字符串的末尾
char arr2[] = "defghi";
strncat(arr1, arr2, 10);
printf("%sn", arr1);
return 0;
}2.3 strncmp
int strncmp(const char * str1, const char *str2)
比较到出现另一个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完、
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abczef";
char arr2[] = "abcqw";
int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);
printf("%dn", ret);
return 0;
}3.1 strstr
char * strstr (const char * str1,const char *str2)
string string 在字符串中找字符串
（1）strstr会返回str1中str2第一次出现的位置（多次出现只会返回第一次出现的地址）
如果str1中没有str2，就返回NULL
eg：代码结果：defghi
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcdefghi";
char arr2[] = "def";
char* ret = strstr(arr1, arr2);
if (ret == NULL)
{
printf("找不到n");
}
else
{
printf("%sn", ret);
}
return 0;
}strstr函数的模拟实现：
（1）得有一个指针（cp）记录从哪开始str1和str2相匹配了
（2）对于str1="abbbcdef" str2="bbc”就没有那么简单了（当str1指向第三个b时，发现str2对应的不是b而是c，那么有得重新开始，所以还得有个指针指向str2的头部得以返回）
我们就考虑再加两个指针s1和s2分别去遍历str1和str2，str1和str2就指向这两个字符串的头部
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
const char *my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
const char* cp=str1;//记录开始匹配的位置
const char* s1 ;
const char* s2 ;//分别去遍历字符串
assert(str1 && str2);
if (*str2 == '')
return str1;//空字符串是所有字符串的子字符串
while (*cp)//如果str1是空字符就是直接跳出循环
{
s1 = cp;//重新开始s1就得从cp开始
s2 = str2;//s2从str2开始
while (*s1&&*s2&& *s1 == *s2)//s1和s2不相等或者都为0就停下来
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '')
return cp;
cp++;//s1和s2不相等就cp向后走一个位置
}
return NULL;//找不到返回空指针
}这个strstr的模拟实现是一种暴力求解的方式，算法不够高效，有兴趣可以去研究KMP算法
3.2 strtok
char * strtok （char *str ，const char *sep）
这个函数是用来切割字符串的
eg：shenyu@yeah.net(yeah是域名，.net是后缀）//@和.就切割了字符串
192.168.101.23 //IP地址，点分十进制
（IP地址本来是一个无符号整数，这个整数不方便记忆，所以将这个整数转化为点分十进制的表示方式）
（1）sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
（2）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
（3）strtok函数找到str中的下一个标记，并将其用 结尾（把这个标记改为‘')，返回一个指向这个标记的指针（有记忆功能）（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贝的内容并且可修改）
（4）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（第一次传参：s = strtok(arr, p)）
（5）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（后面传参：s = strtok(NULL, p)）
（6）如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针
理解怎么使用：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "shenyu@yeah.net";
char buf[200] = { 0 };
strcpy(buf, arr);//拷贝一份
char* p = "@.";
char* s = strtok(buf, p);
printf("%sn", s);
s = strtok(NULL, p);
printf("%sn", s);
s = strtok(NULL, p);
printf("%sn", s);
return 0;
}代码结果：
奇葩的函数：第一次调用和后面的调用传递的参数不一样
真正使用strtok函数的代码：这个代码的结果和上面一样，for直接打印所有分割的字符
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "shenyu@yeah.net";
char buf[200] = { 0 };
strcpy(buf, arr);//拷贝一份
char* p = "@.";
char* s = NULL;
for (s = strtok(arr, p); s != NULL; s = strtok(NULL, p))
{
printf("%sn", s);
}
return 0;
}3.3 strerror
char * strerror (int errnum)
将错误码翻译错误信息，返回错误信息的字符串的起始地址
当使用库函数或者进行整个的软件设计的过程中，可能会有错误码 eg：404
C语言中使用库函数的时候，如果发生错误，就会将错误码放在errno的变量中
errno是一个全局的变量，可以直接使用的 eg：0，1，2，3，4，5...
下面我们来看看错误码对应的错误信息:
#include<stdio.h>
int main()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d: %sn", i, strerror(i));
}
return 0;
}结果如下：
再来个打开文件的例子：
fopen以读的形式打开文件
如果文件存在，打开成功
如果文件不存在，打开失败
用errno变量要引头文件：#include<errno.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
FILE *pf=fopen("add.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("打开文件失败，原因是：%sn", strerror(errno));
return 1;
}
else
{
printf("打开文件成功n");
}
return 0;
}
拓展：perror函数：直接打印错误所对应的错误信息
相当于printf+strerror（打印规则：自定义信息+xxxxx）
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE *pf=fopen("add.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("打开文件失败");
}
else
{
printf("打开文件成功n");
}
return 0;
} 
二、字符分类函数：
这些函数都需要引头文件：#include <ctype.h>
| 函数 | 如果他的参数符合以下条件就返回真 |
| iscntrl | 任何控制字符 |
| isspace | 空白字符：空格’ ‘，换页’f',换行‘n'，回车’r',制表符‘t'或者垂直制表符’v' |
| isdigit | 十进制数字0~9 |
| isxdigit | 十六进制数字，包括所以十进制数字，小写字母a~f，大写字母A~F |
| islower | 小写字母a~z |
| isupper | 大写字母A~Z |
| isalpha | 字母a~z或A~Z |
| isalnum | 字母或者数字，a~z,A~Z,0~9 |
| ispunct |
标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印） |
| isgraph | 任何图形字符 |
| isprint | 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符 |
eg1：判断一个字符是否是小写字母 （ int islower （int c） ）
#include<stdio.h>
int main()
{
char ch = 'w';
if (islower(ch))
{
printf("小写n");
}
else
{
printf("非小写n");
}
return 0;
}eg2：判断一个字符是不是十六进制数字
#include<stdio.h>
int main()
{
int ret = isxdigit('q');
printf("%dn", ret);
return 0;
}三、字符转换函数
这些函数都需要引头文件：#include <ctype.h>
int tolower（int c）；
int toupper（int c）；
eg1：大写转小写，小写转大写
#include<stdio.h>
int main()
{
int ret = tolower('a');
printf("%cn", ret);//A
ret = tolower(ret);
printf("%cn", ret);//a
return 0;
}eg2：字符串大写字母全部转为小写
#include<stdio.h>
int main()
{
char arr[] = "Test String.n";
char* p = arr;
while (*p)
{
if (isupper(*p))
{
*p = tolower(*p);
}
p++;
}
printf("%s", arr);
return 0;
}本次内容就到此啦，欢迎评论区或者私信交流，觉得笔者写的还可以，或者自己有些许收获的，麻烦铁汁们动动小手，给俺来个一键三连，万分感谢 !
