【C语言】深剖字符串函数和内存函数

简介: 【C语言】深剖字符串函数和内存函数

0. 前言


Hello,大家好久不见,这段时间由于军训的原因,导致一直没有更新,这次专门写了一篇文章,对字符串函数和内存函数做了一个归纳,写作时间比较赶,内容可能有些粗糙,如有错误,还请指正!接下来我们就进入正题,一起深剖这些函数吧!




1. 字符串操作函数


1.1 长度不受限制的字符串函数


1.1.1 strlen

size_t strlen ( const char * str);



计算字符串长度


函数细节


  • 字符串以’\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)。



使用方法

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char ch = 'a';//c语言有字符类型
  "abcdef";//没有字符串类型
  char arr1[] = "abcdef";
  printf("%zu\n", strlen(arr1));//统计\0前的字符个数
  char arr2[10] = {'a','b','c','d','e','f'};//6
  //不完全初始化,其余元素默认初始化为0,为\0的ascii码值
  printf("%zu\n", strlen(arr2));
  char arr3[] = { 'a','b','c','d','e','f' };//随机值
  //没有\0
  printf("%zu\n", strlen(arr3));
  //可能遇到的bug
  //strlen的返回类型为size_t
  if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)//3 - 6 = -3转换为无符号是一个极大的数字
  {
    printf(">\n");//ok
  }
  else
  {
    printf("<\n");
  }
  //解决方案:强转或直接比大小
  //if ((int)strlen("abc") - (int)strlen("abcdef") > 0)
  //if (strlen("abc") > strlen("abcdef"))
}


运行结果:


0c715f9a98a2c7066ca1f8f3d0e83c1e.png


模拟实现

计数器:

int my_strlen(const char* str)
{
  assert(str);
  int count = 0;
  while (*str)
  {
    count++;
    str++;
  }
  return count;
}



递归:

int my_strlen(const char* str)
{
  if (*str)
    return 1 + my_strlen(str + 1);
  else
    return 0;
}


指针 - 指针:

int my_strlen(const char* str)
{
  char* ret = str;
  while (*str)
  {
    str++;
  }
  return str - ret;
}


运行结果:

2cda8bbd75f699e09e4f2a4bfbe3e941.png



1.1.2 strcpy

char *strcpy( char *strDestination, const char *strSource );



字符串拷贝


函数细节


  • 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,否则程序会奔溃。
  • 目标空间必须可变,若目标空间为常量字符串,程序也会奔溃。


使用方法

int main()
{
  char arr1[20] = { 0 };
  //char* arr1 = "hello world";//奔溃
  //arr1指向的是常量字符串,常量是不可修改的
  char arr2[] = "abcdef";
  //char arr2[] = { 'a','b','c' };//崩溃
  //若没有\0就会一直往后找,程序会崩溃
  strcpy(arr1, arr2);
  //会把\0也拷贝过去,所以字符串源字符串一定要有\0
  printf("%s\n", arr1);
  return 0;
  //若目标空间无法存放源字符串,程序就会奔溃
}


5de96057b5d578abe040cb7ecf9dedb9.png


模拟实现

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (*dest++ = *src++);
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = { 0 };
  char arr2[] = "abcdef";
  char* ret = my_strcpy(arr1, arr2);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;
}


运行结果:


638030b3fb48c6167eca0025c3608c63.png



1.1.3 strcat

char *strcat( char *strDestination, const char *strSource );



   字符串追加


函数细节


   源字符串必须以’\0’ 结束,否则会往后一直找\0,在\0的位置追加,可能会导致追加空间不足的情况,若找不到\0则会一直向后访问,可能会有结果,但是已经造成了越界访问,很危险。

   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。

   源字符串的\0会被一起拷贝到目标字符串中。


使用方法


int main()
{
  char arr1[20] = "hello\0XXXXXX";//调试一下
  //会把源字符串的\0一起拷贝到arr1中
  //并且目标字符串需要有\0,arr2会追加到arr1的后面
  //若没有\0
  char arr2[] = { 'h','e','1','1','0' };//追加就放不下了
  char arr3[] = "anduin";
  //强制运行可能会有结果
  strcat(arr1, arr3);
  strcat(arr2, arr3);
  printf("%s\n", arr1);
  printf("%s\n", arr2);
  //找不到\0会往后一直找\0,然后再\0的位置追加
  //其实这里已经造成了越界访问,很危险
  return 0;
}


运行结果:


95a2bba77a2639d1462675e28e0427fb.png


分析:


函数细节我们提到strcat会在目标字符串的\0处开始拷贝,并且会把\0一起拷贝到目标字符串,那么真的是这样吗?



cf2b55420e4bf3d7637d6acaf89a7670.png


根据调试结果,发现我们总结的完全到位!


模拟实现


图:

298d4439d71473f9d2db426e663b1b6a.png

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;//拷贝一份地址
  //找目标空间的\0
  while (*dest)
  {
    dest++;
  }
  //拷贝
  while (*dest++ = *src++)
  {
    ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "hello";
  char arr2[] = " bit";
  char* ret = my_strcat(arr1, arr2);
  printf("%s", ret);
  return 0;
  return 0;
}

运行结果:

a4c2c68dd7ae16fa88b8c128560424b9.png


问题


那strcat能否给自己追加呢?


让我们试试:

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;//拷贝一份地址
  //找目标空间的\0
  while (*dest)
  {
    dest++;
  }
  //拷贝
  while (*dest++ = *src++)
  {
    ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "hello";
  char* ret = my_strcat(arr1, arr1);
  printf("%s", ret);
  return 0;
}

运行结果:


41ea1f756f63828fe84a6733db3485c3.png


分析:


我们发现程序崩了,单凭这一点,就说明字符串无法给自己追加!


字符串时完全不可以给自己追加的,目标字符串在找到\0之后,会使用源字符串在\0处对内容进行追加,源字符串结束的标准是找到\0,但是源字符串和目标字符串相同,原先\0的位置会被覆盖成目标字符串的第一个字符,源字符串和目标字符串的地址相同,那么改变目标字符串的地址也改变了源字符串的地址,这样源字符串就失去了\0,程序就永远不会停止,造成程序奔溃!



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