C语言进阶-字符串函数和内存函数（2）

1.7 strncmp

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

strncmp的功能是： 只比较两个字符串的前num个字符的大小

来看看strncmp和strcmp的区别：

为什么结果不一样呢？

因为strcmp比较的是整个字符串，当比到第四个时，'w'>'\0'，返回1，而strncmp只比较前三个字符，'a'='a'，'b'='b'，'c'='c'，所以返回0。

1.8 strstr

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

strstr函数的功能是：找str1字符串中str2这个子字符串第一次出现的位置，如果找不到就返回空指针NULL。

上述代码就是在“abcdefabcdef”中找“def”第一次出现的位置，并返回该地址。

找不到就会返回空指针null:

模拟实现strstr函数：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(const char* str1,const char* str2)
{
  char* s1 = str1;
  char* cp = s1;
  char* s2 = str2;
  while (*cp!='\0')
  {
    s1 = cp;
    s2 = str2;
    while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
    {
      s1++;
      s2++;
    }
    if (*s2 == '\0')
    {
      return cp;
    }
    cp++;
  }
  return NULL;
}
int main()
{
  char arr1[] = "abbbcdef";
  char arr2[] = "bbc";
  char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;
}

1.9 strtok

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

strtok的功能我们直接拿例子来讲：

比如给了你一串字符：chengyu@qq.com，此时你要想把"chengyu"、"qq"、"com"三个由"@"和"."分割的字符串打印出来，就可以使用strtok函数。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[] = "chengyu@qq.com";
  char copy[20];
  strcpy(copy, arr);
  char seq[] = "@.";
  char* ret = strtok(copy, seq);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, seq);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, seq);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;
}

打印结果：

上述参数中，sep参数是个字符串，定义用作分隔符的字符集合（这里的分隔符就是“@”和“.”）

功能：

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。这里说的字符串就是chengyu@qq.com，标记就是“chengyu”、“qq”、“com”

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贝的内容并且可修改。）这句话的意思是，找到标记“chengyu”把它的分隔符“@”改为‘\0’，然后返回这个标记“chengyu”的地址。上述代码中，为了不修改原来的arr，我们把arr用strcpy函数拷贝到copy中。

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(copy, seq)中的第一个参数不是NULL，找到第一个标记“chengyu”，并保存它的位置

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。strtok(NULL, seq)中第一个参数是NULL，从上次保存的“chengyu”的位置往后再找一个标记，此时找到“qq”。

如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

其实我们还可以对上述代码进行优化：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[] = "chengyu@qq.com";
  char copy[20];
  strcpy(copy, arr);
  char seq[] = "@.";
  char* ret = NULL;
  for (ret = strtok(copy, seq); ret != NULL; ret = strtok(NULL, seq))
  {
    printf("%s\n", ret);
  }
  return 0;
}

1.10 strerror

char * strerror ( int errnum );

当C语言中库函数在执行时发生了错误，就会将错误码存放在errno这个变量中，errno是C语言提供的一个全局变量。

strerror函数的功能就是：返回错误码所对应的错误信息

假设我们要打印一下错误码0~9的错误信息就可以使用strerror函数：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d : %s\n", i,strerror(i));
  }
  return 0;
}

运行结果：

1.11 字符分类函数

我们看几个常用的字符分类函数：

其中isupper和isdigit函数的功能分别是：判断是不是大写字母，判断是不是10进制数字，如果是，返回一个大于0的数，如果不是，返回0。

tolower函数的功能是：将字符转换为小写。

toupper函数的功能是：将字符转换为大写。

我们可以用它们来实现字符转换：

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
  char arr[20] = { 0 };
  gets(arr);//遇到空格继续读
  char* p = arr;
  while (*p)
  {
    if (isupper(*p))
    {
      *p = tolower(*p);
    }
    p++;
  }
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

运行结果：

注意代码中的gets函数，它可以遇到空格继续读字符串。

2.内存函数的介绍及模拟实现

2.1 memcpy

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

memcpy函数的功能是：从source指向的位置开始向后复制num个字节的数据到destination所指向的内存位置。

它的参数类型是void*型，因为我们不知道传给它的是什么类型的数据，可能是char*、int*、struct stu*等等，所以最好设置为void*型，因为void*型可以接收任意类型的数据。

下面是使用memcpy函数的举例：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  int arr2[20] = { 0 };
  memcpy(arr2, arr1, 40);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 20; i++)
  {
    printf("%d ", arr2[i]);
  }
  return 0;
}

上述代码将arr1中的内容拷贝到arr2中去，注意memcpy函数拷贝时是一个字节一个字节拷贝的，所以要完全把arrr1拷贝过去，参数num要传40。

当然，memcpy拷贝浮点型数据也是可以的：

memcpy函数遇到\0也不会停下来。

那memcpy函数如何模拟实现呢？

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void* my_memcpy(void* dest, void* src, size_t num)
{//函数结束后返回目标空间的起始地址
  void* ret = dest;
  while (num--)
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    dest = (char*)dest+1;
    src = (char*)src+1;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  int arr2[20] = { 0 };
  my_memcpy(arr2, arr1, 40);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 20; i++)
  {
    printf("%d ", arr2[i]);
  }
  return 0;
}

代码中： dest = (char*)dest+1; src = (char*)src+1;这两句代码起到的作用其实是：dest++; src++;但是因为它们是void*型的，不能直接解引用，也不能直接++，所以先强制类型转换为(char*)型的，再++

下面来思考一个问题：

我们可以用memcpy函数将arr1中的1 2 3 4 5 拷贝到arr1中的3 4 5 6 7 上去吗？

显然不行，如果拷贝成功应该是1 2 1 2 3 4 5 8 9 10

这是为什么呢？

原因也很简单，当我们把1 2分别拷贝到3 4上的时候，在拷贝3 4时，3 4已经变成了1 2，所以会循环拷贝1 2下去。

所以memcpy函数是用来处理不重叠的内存拷贝的。

那如果要自己拷贝自己要怎么办呢？这时候就要用到memmove函数了。

2.2 memmove

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

和memcpy函数的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。

现在就可以来试一试把arr1中的1 2 3 4 5 拷贝到 arr1中的3 4 5 6 7 上去了：

可以看到成功拷贝了。

所以重叠的内存拷贝就用memmove函数

memmove函数的模拟实现：

分析：此时要用模拟memcpy函数时的代码显然行不通，之前我们说过了会发生覆盖导致循环拷贝，那该怎么办？

把arr1中的1 2 3 4 5 拷贝到 arr1中的3 4 5 6 7，我们说从前往后拷贝会发生覆盖，那从后往前拷贝呢？

此时又有问题了，以上方法，如果是把 3 4 5 6 7 往1 2 3 4 5拷贝，岂不是又发生覆盖了？

其实很简单，这时候从前往后拷贝就行了：

所以我们只要写个判断语句，判断什么时候从前往后拷贝，什么时候从后往前拷贝，然后写出“从前往后”和“从后往前”两种方式各自的代码实现即可：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, void* src, size_t num)
{
  void* ret = dest;
  assert(dest && src);
  if (dest < src)
  {
    //从前往后
    while (num--)
      {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    dest = (char*)dest+1;
    src = (char*)src+1;
      }
  }
  else
  {
    //从后往前
    while (num--)
    {
      *((char*)dest+num) = *((char*)src+num);
    }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  my_memmove(arr1+2, arr1, 20);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  return 0;
}

2.3 memcmp

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

memcmp函数的功能是：比较从ptr1和ptr2开始往后的num个字节。

返回值规则和strcmp函数的一致。

示例：

比较前9个字节：

比较前10个字节：

我们会发现，两个结果不一样，为什么？

我们来看看arr1和arr2在内存中的存储：

明显看到，前9个字节在内存中是相等的，到了第10个就是arr2中的大了。

这就是今天学的所有库函数了，总结一下：

求字符串长度

strlen

长度不受限制的字符串函数

strcpy

strcat

strcmp

长度受限制的字符串函数介绍

strncpy

strncat

strncmp

字符串查找

strstr

strtok

错误信息报告

strerror

内存操作函数

memcpy

memmove

memset

memcmp

今天就学到这里了，未完待续。。。