【c语言】模拟实现字符串函数（上）

C语言中对 字符串 的处理很是频繁，C语言本身是没有字符串类型，但有字符类型，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：适用于那些不做修改的字符串函数，因为字符串常量是常量，常量是不允许被修改的，它存放在常量区。

1.模拟实现strlen

1.1函数介绍

strlen：求字符串长度

注：字符串以 \0 作为字符串结束标志，strlen 函数返回的是 \0 之前的字符个数，不包含 \0

1.2函数的模拟实现

我们既然要模拟实现 strlen 函数，就得模拟的像一点，我们可以通过查询找到 strlen 函数的形式，通过查找，我们可以发现函数的参数是一个字符指针类型，返回值是 size_t （无符号整型）

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
  assert(str != NULL);
  size_t ret = 0;
  while (*str++ != '\0')
  {
  ret++;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

分析：函数参数前面加上 const  是避免误改字符串，因为我们只需要计算它的长度不需要改变。返回值为 size_t 因为长度不可能为负数，所以设为 size_t 最合理。*str++ != '\0' 的运算：首先先对 str 解引用找到对应的字符然后与 \0 比较，如果不等于 \0 就 str++ 指向下一个字符，然后依次循环，直到 *str 等于 \0 然后跳出。

2.模拟实现strcpy

2.1函数介绍

strcpy:字符串拷贝函数,将一个字符串的内容拷贝到另一个字符串中

2.2函数模拟实现

通过查询 strcpy 函数，我们可以发现 strcpy 函数有两个参数分别都是指针类型，第一个指针指向的是目标空间，第二个指针指向的是源字符串，我们要把源字符串拷贝到目标空间中，所以目标空间要足够大，能存储的下源字符串，并且可修改。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* source)
{
  assert(dest != NULL);
  assert(source != NULL);
  char* ret = dest;
  while (*dest++ = *source++)
  {
  ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = { 0 };
  char arr2[] = "abc";
  my_strcpy(arr1, arr2);
  printf("%s\n", arr1);
  return 0;
}

分析：返回类型是 char*，我们用一个字符指针变量指向目标首地址，为了避免 dest 在后面指向的时候会改变指向的位置。把 *source 里面的字符 赋给 *dest ，然后在进行 while 判断，如果不为 \0 就后置++。

思考：在字符串拷贝的时候会把源字符串的 ‘\0’ 拷贝进去嘛？

通过调试，我们可以知道拷贝时会把 ‘\0’ 拷贝进去。

3.模拟实现strcat

3.1函数介绍

strcat：字符串追加函数，将一个字符串追加到另一个字符串的后面

3.2函数模拟实现

通过查询 strcat 函数，我们可以发现 strcat 函数有两个参数分别都是指针类型，第一个指针指向的是目标空间，第二个指针指向的是源字符串，我们要把源字符串追加到目标空间中，所以目标空间要足够大，能存储的下追加的源字符串，并且可修改。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* source)
{
  assert(dest != NULL);
  assert(source != NULL);
  char* ret = dest;
  while (*dest != '\0')
  {
  dest++;
  }
  while (*dest++ = *source++)
  {
  ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr[20] = "abc";
  char brr[] = "def";
  my_strcat(arr, brr);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

分析：找到目标空间 '\0' 的位置，然后将源字符串的字符依次追加到目标空间里面，目标空间的 ‘\0’ 是会被替换掉的，直到源字符串赋值到 ‘\0’ 给目标空间就结束追加。

思考：字符串可以自己给自己追加嘛？

结论：strcat 不可以自己给自己追加，因为一旦自己给自己追加就改变了 '\0'，那么就一直追加下去，程序就会造成死循环。

4.模拟实现strcmp

4.1函数介绍

strcmp：字符串比较函数，是用来比较两个字符串大小的函数。

很多人会误以为字符串比较跟整型比较的方法一样，这是不正确的

结论：上述代码充分证明了，字符串不能跟整型数据一样比较，那字符串与字符串怎么比较呢，字符串与字符串用 strcmp 函数来比较。

4.2函数模拟实现

函数参数是两个指针，分别指向着两个需要比较的字符串，因为只需要比较不需要改变，所以前面加上了 const 。返回值为 int ，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。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
  assert(str1 != NULL);
  assert(str2 != NULL);
  while (*str1 == *str2)
  {
  if (*str1 == '\0' && *str2 == '\0')
  {
    return 0;
  }
  str1++;
  str2++;
  }
  return *str1 - *str2;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  char brr[] = "abc";
  int ret = my_strcmp(arr, brr);
  if (ret > 0)
  {
  printf(">\n");
  }
  else if (ret == 0)
  {
  printf("==\n");
  }
  else
  {
  printf("<\n");
  }
  return 0;
}

分析：首先如果*str1 == *str2 ，就进入循环判断它们是否都为 '\0' ,如果是说明它们两个都结束了，且相等，那么就返回 0。否则就 str1++，str2++ 比较下一个字符是否相等，如果不相等就直接退出循环，返回 *str1 - *str2，如果返回的结果为负数，说明 *str1 小于 *str2，否则大于。

5.模拟实现strstr

5.1函数介绍

strstr：在一个字符串中找子串，例如 “abcdef”，找子串“def”，如果 “def” 在这个字符串中，则返回在这个字符串中找到子串的第一个字符的地址。

5.2函数的模拟实现

函数参数分别是两个字符指针类型，分别指向了两个字符串，第二个字符串叫做子串，就在第一个字符串中找子串，如果找到则返回在第一个字符串中查找的子串的第一个字符的地址。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
  assert(str1 && str2);
  char* s1 = str1;
  char* s2 = str2;
  char* p = str1;
  while (*p)
  {
  s1 = p;
  s2 = str2;
  while (*s1 == *s2 && *s1 != '\0' && *s2 != '\0')
  {
    s1++;
    s2++;
  }
  if (*s2 == '\0')
  {
    return p;
  }
  p++;
  }
  return NULL;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdefg";
  char brr[] = "def";
  char* ret = my_strstr(arr, brr);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;
}

情况一：直接找到，然后对 s1 和 s2 解引用 比较，当 *s2 == '\0' 时，说明查找完毕，找到了。如果找不到，当 *p == ‘\0’ 退出循环，也就说明没有找到。

情况二：找多次找到，第一次找到了 ' b'  ，*s1 和 *s2 都是 'b'，当 s1++ 和 s2++，解引用然后它们里面的字符不相同了。然后 p 指向下一个字符，s1 = p ，s2 回到它第一个字符的位置，然后在找到与 s2 相同的字符然后在比较，直到 *s2 == '\0' 时，说明查找完毕，找到了。如果找不到，当 *p == ‘\0’ 退出循环，也就说明没有找到。

6.了解strtok

6.1函数介绍

strtok：字符串分割函数

6.2函数使用

delimiters 参数是个字符串，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贝的内容 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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char *p = "I.LOVE@YOU";
  const char* sep = ".@";
  char arr[30];
  char *str = NULL;
  strcpy(arr, p);//将数据拷贝一份，处理arr数组的内容
  for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
  {
  printf("%s\n", str);
  }
}

7.了解strerror

7.1函数介绍

strerror：返回错误码，所对应的错误信息。

7.2函数使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>//必须包含的头文件
int main()
{
  FILE * pFile;
  pFile = fopen("aaa.txt", "r");
  if (pFile == NULL)
  printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
  //errno: Last error number
  return 0;
}

目前我没有创建 aaa.txt 文件，这个程序就会将错误码转换为错误信息打印出来。