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【C语言】—— 字符串&内存函数（详解）(2)

2022-11-24 53
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简介： 【C语言】—— 字符串&内存函数（详解）(2)

四、内存操作函数

1.memcpy函数

函数原型：void *memcpy( void *dest, const void *src, size_t count );


头  文  件：<memory.h>or<string.h>


函数功能：内存拷贝：（适用于内存不重叠的场景）


功能：


       1.函数memcpy从src的位置开始向后复制count个字节的数据到dest的内存位置；


       2.这个函数在遇到 \0 的时候并不会停下来；


       3.如果source和destination有任何重叠，复制的结果都是未定义的；

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  memcpy(arr1, arr1 + 4, 16);
  //arr1+2是指向5的，从这个位置向后16个字节的数据存到arr1向后16个字节
  //也就是把5 6 7 8 拷贝到1 2 3 4 上去
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

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2.memmove 函数

函数原型：void *memmove( void *dest, const void *src, size_t count );


头  文  件：<string.h>


函数功能：内存拷贝：（适用于内存重叠或不重叠的场景）


注意事项：


       1.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。

       2.如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  memmove(arr1, arr1 + 2, 16);
  //arr1+2是指向3的，从这个位置向后16个字节的数据存到arr1向后16个字节
  //也就是把3 4 5 6 拷贝到1 2 3 4 上去（这里就是内存重叠了，重叠的位置是3 4）
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

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3.memcmp函数

函数原型：int memcmp( const void *buf1, const void *buf2, size_t count );


头  文  件：<memory.h>or<string.h>


函数功能：内存比较：（比较buf1和buf2指针开始的num个字节）


比较方法：


               1.当buf1<buf2时 返回<0


               2.当buf1=buf2时 返回=0


               3.当buf1>buf2时 返回>0

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
  int arr2[] = { 1,2,3,6,6 };
  int ret = memcmp(arr1, arr2, 12);
  //这里向后比较12个字节，就是比较1 2 3
  if (ret > 0)
  {
    printf("ret=%d arr1>arr2\n", ret);
  }
  else if (ret < 0)
  {
    printf("ret=%d arr1<arr2\n", ret);
  }
  else
  {
    printf("ret=%d arr1=arr2\n", ret);
  }
  return 0;
}

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4.memset函数

函数原型：void *memset( void *dest, int c, size_t count );

头  文  件：<memory.h>or<string.h>

函数功能：内存设置（memset函数将dest的第一个count个字节设置为字符c）

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char str[] = "almost every programmer should know memset!";
  memset(str, '-', 6);//从起始位置开始向后6个字节的内容改为 '-'
  puts(str);
  return 0;
}.

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五、库函数的模拟实现

1.模拟实现strlen函数

①递归实现

#include <stdio.h>
int my_strlen(const char* pa)
{
  if (*pa != '\0')
  {
    return 1 + my_strlen(pa + 1);//1+1+1+1+1+1+0
  }
  else
  {
    return 0;
  }
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("arr的长度为：%d\n", ret);
  return 0;
}

②计数器实现

#include <stdio.h>
int my_strlen(const char* pa)
{
  int count = 0;
  for (int i = 0; pa[i] != '\0'; i++)
  {
    count++;//只要不等于 \0 就加一
  }
  return count;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("arr的长度为：%d\n", ret);
  return 0;
}

③指针 - 指针

#include <stdio.h>
int my_strlen(const char* pa)
{
  char* pa1 = pa;//先保存首元素的地址
  while (*pa1)
  {
    pa1++;//去找 \0 的地址
  }
  return pa1 - pa;//pa1是 \0 的地址，pa是首元素的地址；相减就得到元素个数
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("arr的长度为：%d\n", ret);
  return 0;
}

2.模拟实现strcpy函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);//断言 --- 判断这两个指针是否为空
    char* ret = dest;
  while (*dest++ = *src++)//直接赋值，直到遇到'\0'就停下
  {
    ;
  }
    return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "xxxxxx";
  char arr2[] = "Hello";
  printf("拷贝前为：%s\n", arr1);
  char* ret = my_strcpy(arr1, arr2);
  printf("拷贝后为：%s\n", ret);
  return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);//断言 --- 判断这两个指针是否为空
  int i = 0;
  for (i = 0; src[i] != '\0'; i++)
  {
    dest[i] = src[i];//赋值，但是没有'\0'结束标志
  }
  dest[i] = '\0';//末尾添加一个'\0'
}
int main()
{
  char arr1[20] = "xxxxxx";
  char arr2[] = "Hello";
  printf("拷贝前为：%s\n", arr1);
  my_strcpy(arr1, arr2);
  printf("拷贝后为：%s\n", arr1);
  return 0;
}

3.模拟实现strcat函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);//断言 --- 判断这两个指针是否为空
  while (*dest)
  {
    //先找到dest所指向的数组中'\0'的位置
    dest++;
  }
  while (*src)
  {
    *dest++ = *src++;//进行追加
  }
}
int main()
{
  char arr1[20] = "Hello ";
  char arr2[] = "World";
  printf("追加前为：%s\n", arr1);
  my_strcat(arr1, arr2);
  printf("追加后为：%s\n", arr1);
  return 0;
}

4.模拟实现strcmp函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(char* str1, const char* str2)
{
  assert(str1 && str2);//断言 --- 判断这两个指针是否为空
  while (*str1==*str2)
  {
    if (*str1 == '\0')
    {
      return 0;
    }
      str1++;
      str2++;
  }
  return *str1 - *str2;
}
int main()
{
  char arr1[] = "ABCDEF";
  char arr2[] = "ABCDE";
  int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
  if (ret > 0)
  {
    printf("ret = %d：arr1>arr2", ret);
  }
  else if (ret < 0)
  {
    printf("ret = %d：arr1<arr2", ret);
  }
  else
  {
    printf("ret = %d：arr1=arr2", ret);
  }
  return 0;
}

5.模拟实现strncpy函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncpy(char *dest, const char *src,size_t count)
{
  assert(dest && src);
  char *ret = dest;
  //1.拷贝字符串的个数
  while (count && (*dest++ = *src++))
  {
    count--;
  }
  //2.不够的用\0补
  if (count)
  {
    while (--count)
    {
      *dest++ = '\0';
    }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "xxxxxxxx";
  char arr2[] = "Hello World";
  printf("拷贝前为：%s\n", arr1);
  char* ret = my_strncpy(arr1, arr2, 5);
  printf("拷贝后为：%s\n", ret);
  return 0;
}

6.模拟实现strncat函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncat(char *dest, const char *src, int count)
{
  assert(dest && src);
  char *ret = dest;
  //1.先找到\0的位置
  while (*dest++)
  {
    ;
  }
  dest--;
  //2.将源字符串追加进去（根据指定的个数）
  while (count--)
  {
    //3.只要不是\0就一直追加，追加到\0为止
    if (!(*dest++ = *src++))
    {
      return ret;
    }
  }
  *dest = '\0';
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "Hello ";
  char arr2[] = "World";
  printf("追加前的字符串为：%s\n", arr1);
  char *ret = my_strncat(arr1, arr2, 8);
  printf("追加后的字符串为：%s\n", ret);
  return 0;
}

7.模拟实现strncmp函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strncmp(char *str1, const char *str2, int count)
{
  assert(str1 && str2);
  while(count&&(*str1 == *str2))
  {
    if (*str1 == '\0')
      return 0;
    str1++;
    str2++;
    count--;
  }
  return *str1 - *str2;
}
int main()
{
  char arr1[] = "Hello";
  char arr2[] = "Helld";
  int ret = my_strncmp(arr1, arr2, 5);
  if (ret > 0)
  {
    printf("ret = %d：arr1>arr2", ret);
  }
  else if (ret < 0)
  {
    printf("ret = %d：arr1<arr2", ret);
  }
  else
  {
    printf("ret = %d：arr1=arr2", ret);
  }
  return 0;
}

8.模拟实现strstr函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(char* str1, const char* str2)
{
  assert(str1 && str2);
  char* s1;
  char* s2;
  char* cp = str1;
    //如果传过来的是 \0
  if (*str2 == '\0')
  {
    return str1;
  }
    //两种情况：
    //        arr1-- abcdef   arr1-- abbbcdef
    //  查找  arr2-- bcd      arr2-- bbc
  while (*cp)
  {
    s1 = cp;
    s2 = str2;
    while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2)
    {
      s1++;
      s2++;
    }
    if (*s2 == '\0')
    {
      return cp;
    }
    cp++;
  }
  return NULL;//没有找到的情况
}
int main()
{
  char arr1[] = "abbbcdef";
  char arr2[] = "bcd";
  char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
  if (ret == NULL)
  {
    printf("找不到\n");
  }
  else
  {
    printf("找到了，是：%s\n", ret);
  }
  return 0;
}

9.模拟实现memcpy函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
  assert(dest && src);
  void* ret = dest;
  while (num--)
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;//强制转换为char*，是为了让其一次访问一个字节的内容
    dest = (char*)dest + 1;
    src = (char*)src + 1;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  my_memcpy(arr, arr + 4, 4 * sizeof(int));
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

10.模拟实现memmove函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count)
{
  assert(dest && src);
  void* ret = dest;
  if (dest < src)
  {
    //从前向后拷贝
    while (count--)
    {
             //强制转换为char*，是为了让其一次访问一个字节的内容
      *(char*)dest = *(char*)src;
      dest = (char*)dest + 1;
      src = (char*)src + 1;
    }
  }
  else
  {
    //从后向前拷贝
    while (count--)
    {
      *((char*)dest + count) = *((char*)src + count);
    }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  my_memmove(arr, arr + 2, 4 * sizeof(int));
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

11.模拟实现memcmp函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num)
{
  assert(ptr1 && ptr2);
    //void* --- 无具体类型指针
    //1.可以接受任意类型的指针
    //2.但不能进行运算
    //这里进行强制转换后就能够执行了
  while (num&&(*(char*)ptr1== *(char*)ptr2))
  {
    if (*(char*)ptr1 == '\0')
    {
      return 0;
    }
    ptr1 = (char*)ptr1+1;
    ptr2 = (char*)ptr2+1;
    num--;
  }
  return *(char*)ptr1 - *(char*)ptr2;
}
int main()
{
  char buf1[] = "ABCDEF";
  char buf2[] = "ABCDGS";
  int ret = my_memcmp(buf1, buf2, 4 * sizeof(char));
  if (ret > 0)
  {
    printf("buf1>buf2\n");
  }
  else if (ret < 0)
  {
    printf("buf1\<buf2\n");
  }
  else
  {
    printf("buf1=buf2\n");
  }
  return 0;
}

12.模拟实现memset函数

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memset(void* ptr, int val, size_t num)
{
  assert(ptr);
  for (int i = 0; i < num; i++)
  {
    *((char*)ptr + i) = val;
  }
    return ptr;
}
int main()
{
  char str[] = "almost every programmer should know memset!";
  char ch = '-';
  my_memset(str, ch, 6);
  puts(str);
  return 0;
}

六、总结

        以上的这些库函数大部分使用较多，深入了解并牢牢掌握其功能，对于这方面的解题会得心应手，笔者可能在模拟实现上不一定是最优解，但是可以帮助大家从了解到掌握。


文章标签：
C语言
关键词：
C语言内存
C语言函数
内存函数
C语言字符串
内存字符串
霄沫凡M
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