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【C】总结字符(串)/内存操作的库函数

2023-02-09 88
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简介： 【C】总结字符(串)/内存操作的库函数

前言

🍁这篇博客介绍了一些常用的库函数，包括字符串函数、字符函数、内存操作函数；对于字符串函数和内存操作函数最好对比着进行学习；还对这些库函数的进行了模拟实现，可以参照学习！


一. 字符串函数

1. strlen

1.1 介绍：

功能：


求字符串长度

size_t strlen ( const char * str );

参数：

str——所求字符串的地址

返回值：


字符串的长度

注意事项：


字符串要以 ‘\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 ）

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

1.2 三种方法模拟实现strlen

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
//1.循环（计数器方式）
size_t My_strlen1(const char* str)
{
  assert(str);
  char* left = str;
  while (*str)
  {
  str++;
  }
  char* right = str;
  return right - left;
}
//2.指针-指针
size_t My_strlen2(const char* str)
{
  assert(str);
  char* left = str;
  while (*str)
  {
  str++;
  }
  char* right = str;
  return right - left;
}
//3.递归（不能创建临时变量计数器）
size_t My_strlen3(const char* str)
{
  assert(str);
  while (*str != '\0')
  {
  return 1 + My_strlen(str + 1);
  }
}
int main()
{
  char str[] = "hello world";
  size_t len = My_strlen2(str);
  printf("%zu\n", len);
  return 0;
}

2. strcpy

2.1 介绍：

功能：


字符串拷贝，长度不受限制

char* strcpy(char * destination, const char * source)

参数：


dest——目标字符数组的地址

src——源字符串的地址

返回值：


目标空间的地址（dest）

注意事项：


源字符串必须以 ‘\0’ 结束。

会将源字符串中的 ‘\0’ 拷贝到目标空间。

目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。

目标空间必须可变。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

2.2 模拟实现：

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

3. strcat

3.1 介绍：

功能：


字符串追加，长度不受限制

char * strcat ( char * destination, const char * source );

参数：


dest——目标字符数组的地址

src——源字符串的地址

返回值：


目标空间的地址（dest）

注意事项：


源字符串必须以 ‘\0’ 结束。

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。

会将源字符串中的’ \0 '追加到目标空间中。

字符串不可以自己给自己追加，会将字符串中的 ’ \0 ’覆盖掉，结果是未知的，可能会出现死循环等问题！

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


3.2 模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* My_strcat(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (*dest)
  {
  dest++;
  }
  while (*dest++ = *src++);
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[] = "world";
  char arr2[20] = "hello ";
  printf("%s\n", My_strcat(arr2, arr1));
  return 0;
}

4. strcmp(长度不受限制)

4.1 介绍：

功能：


字符串比较，长度不受限制

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );

参数：


str1，str2——要比较的俩个字符串的地址

返回值：


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

注意事项：


俩个字符串的比较，先是俩个字符串的第一个字符进行大小的比较，如果相同，再向后进行下一对的比较。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

4.2 模拟实现：

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

5. strncpy(长度受限制)

5.1 介绍：

功能：


字符串拷贝，长度受限制

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

参数：


dest——目标字符数组的地址

src——源字符串的地址

num——要拷贝的字符数

返回值：


目标空间的地址（dest）

注意事项：


与strcpy区别，可以限制拷贝的字符数，拷贝num个字符从源字符串到目标空间。

如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后边追加0，直到num个

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


5.2 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* My_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (num && ( * dest++ = *src++))
  {
  num--;
  }
  if (num)
  {
  while (--num)
  {
    *dest++ = '\0';
  }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char str1[20] = "xxxxxxxxxx";
  char str2[] = "hello world";
  printf("%s\n", My_strncpy(str1, str2, 5));
  return 0;
}

6. strncat(长度受限制)

6.1 介绍

功能：


字符串追加，长度受限制

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

参数：


dest——目标字符数组的地址

src——源字符串的地址

num——要追加的字符数

返回值：


目标空间的地址（dest）

注意事项：


追加到目标空间的字符串结尾会添加 ’ \0 '用来结尾

如果源字符串的长度小于num，追加到 ’ \0 ’ 便会停止追加

不可以自己给自己追加

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


6.2 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* My_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (*dest)
  {
  dest++;
  }
  while (num--)
  {
  if ( !(* dest++ = *src++) )
  {
    return ret;
  }
  }
  *dest = '\0';
  return ret;
}
int main()
{
  char str1[30] = "hello ";
  char str2[] = "world";
  printf("%s\n", My_strncat(str1, str2, 5));
  return 0;
}

7. strncmp(长度受限制)

7.1 介绍

功能：

字符串比较，长度受限制

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

参数：

str1，str2——要比较的俩个字符串的地址

num——要比较的字符个数

返回值：


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

注意事项：


比较到出现另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。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

7.2 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int My_strncmp(const char* str1, const char* str2, size_t num)
{
  assert(str1 && str2);
  while (num--)
  {
  if ( * str1 == *str2 && *str1 !='\0')
  {
    str1++;
    str2++;
  }
  else
  {
    return *str1 - *str2;
  }
  }
  return 0;
}
int main()
{
  char str1[] = "abcdef";
  char str2[] = "abcdeg";
  int ret = My_strncmp(str1, str2, 7);
  if (ret > 0)
  {
  printf(">\n");
  }
  else if (ret < 0)
  {
  printf("<\n");
  }
  else
  {
  printf("==");
  }
  return 0;
}

8.strstr

8.1 介绍

功能：


查找子字符串

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

参数：


str1——被查找字符串的地址

str2——要查找的字串的地址

返回值：


字串存在返回子串所在的地址，不存在则返回空指针

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

8.2 模拟实现

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

9. strtok

9.1 介绍

功能：


切割字符串

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

参数：


str——被切割字符串的地址

sep——分割符(标记)所组成字符串的地址

返回值：


找到标记，返回返回指向这个标记开头的地址；没找到返回空指针

注意事项：


sep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sep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（将标记覆盖为\0），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函数第一次调用时第一个参数不为 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函数第一次调用之后的调用第一个参数为 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。

查找时碰到字符串结尾\0，此时这个\0也会也会被当成一个标记，\0之后调用函数返回值都为空指针。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

10. strerror

10.1 介绍

功能：


描述错误信息。

char * strerror ( int errnum );

参数：


errnum——库函数执行失败时，所设置的的错误码

返回值：


返回系统中errnu错误码所对应的描述错误文本(字符串)的地址

注意事项：


错误码errno的使用需要引用头文件<errno.h>

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

二.字符操作函数

1. 字符分类(判断)函数

函数 如果它的参数符合下列条件就返回真
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，包括所有十进制数字，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

使用实例

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


2. 字符转换函数

int tolower ( int c );//将大写字母转换为小写字母
int toupper ( int c );//将小写字母转换为大写字母

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


三.内存操作函数

1. memcpy

1.1 介绍

功能：


  • 拷贝两块独立空间中的数据
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

参数：


dest——要拷贝到的内存位置的指针

src——要从中拷贝的内存位置的指针

num——要拷贝的字节数

返回值：


目标内存的地址(dest)

注意事项：


函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。

这个函数在遇到 ‘\0’ 的时候并不会停下来。

如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


1.2 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* My_memcpy(const void* dest, const void* src, size_t num)
{
  assert(dest && src);
  void* ret = dest;
  while (num--)
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    dest = (char*)dest + 1;
    src = (char*)src + 1;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr1[20] = { 0 };
  int arr2[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  My_memcpy(arr1, arr2, 40);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}


2.memmove

2.1 介绍

功能：

  • 拷贝两块空间中的数据，允许目标和源重叠
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

参数：


dest——要拷贝到的内存位置的指针

src——要从中拷贝的内存位置的指针

num——要拷贝的字节数

返回值：


目标内存的地址(dest)

注意事项：


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。

如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png



2.2 模拟实现

模拟实现时要注意，当目标和源有重叠时，要考虑数据时从前往后拷贝还是从后往前拷贝，数据的处理方式正确，才能得到正确的拷贝结果！


当dest<src时，数据要从前往后进行处理

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

当dest>stc且dest在src范围内时，数据要从后往前处理

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

当dest>stc且dest不在src范围内时，数据要从后往前或从前往后处理都可以

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

所以，如下方法实现代码更为简单：


当dest<src时，数据要从前往后进行处理；


当dest>stc时，数据要从后往前进行处理。

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

3. memset

3.1 介绍

功能：

将指定内容填充到内存空间

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

参数：


prt——要填充内存的地址

value——要填充的值

num——要填充的字节数

返回值：


返回被填充内存的地址(prt)

注意事项：


可用于修改或者初始化

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


3.2 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* My_memset(void* prt, int val, size_t num)
{
  assert(prt);
  void* ret = prt;
  while (num--)
  {
    *(char*)prt = val;
    prt = (char*)prt + 1;
  }
  return  ret;
}
int main()
{
  char str[] = "xxxxxxxxxx";
  My_memset(str, 'y', 5);
  printf("%s\n", str);
  return 0;
}

4. memcmp

4.1 介绍

功能：

  • 比较俩个内存块
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

参数：


prt1，prt2——指向内存块的指针

num——要比较的字节数

返回值：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png

注意事项：


与strcmp不同，该函数在找到空字符(\0)后不会停止比较。

使用实例：

73d8c9be8b2a4960a39693770de0ac9a.png


4.2 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int My_memcmp(const void* prt1, const void* prt2, size_t num)
{
  assert(prt1 && prt2);
  while (num--)
  {
    if (*(char*)prt1 != *(char*)prt2)
    {
      return *(char*)prt1 - *(char*)prt2;
    }
    else
    {
      prt1 = (char*)prt1 + 1;
      prt2 = (char*)prt2 + 1;
    }
  }
  return 0;
}
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
  int arr2[] = { 1,2,2 };
  int ret = My_memcmp(arr1, arr2, 9);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}
关键词：
内存函数
内存库
字符内存函数
字符内存
字符内存库函数
愿荣
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