【C语言】strlen函数的讲解和模拟实现

简介: strlen函数我们应该不陌生,它可以帮助我们求字符串的长度(不包括’\0’),但里面还有一些细节需要我们注意。

strlen函数的讲解


strlen函数我们应该不陌生,它可以帮助我们求字符串的长度(不包括’\0’),但里面还有一些细节需要我们注意。看一下下面这张图:

2.png

strlen函数的头文件是<string.h>.如果要使用strlen这个函数,别忘记引头文件。

字符串是以 ‘\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。以下是用strlen函数时可能会遇到的几种问题,先看代码:

#include<stdio.h>

#include<string.h>

int main()

{

char arr1[] = "qwer";

char arr2[] = { 'q','w','e','r' };

char arr3[] = { 'q','w','e','r','\0'};

char arr4[10]= { 'q','w','e','r' };

printf("arr1:%d\n", strlen(arr1));

printf("arr2:%d\n", strlen(arr2));

printf("arr2:%d\n", strlen(arr3));

printf("arr2:%d\n", strlen(arr4));

return 0;

}

码输出的结果是什么?大家可以先试着算一下。然后再看运行结果。

3.png

运行结果如图所示,arr1初始化的时候存放的是字符串,字符串的是以’\0’ 为结束标志的,所以arr1的大小为4。这个应该问题不大。

重点说一下下面这几个。

arr2:我在初始化arr2的时候,是对arr2是以字符进行初始化的,但是我没有设置arr的大小,所以编译器是不知道arr2的大小的,后面存放的是什么东西也是不知道的,但是strlen它是找’\0’的,并返回’\0’之前字符的个数。所以

在strlen找到’\0’之前,前面有36个字符。

arr3:arr3与arr2不同的是,但是我在最后输入了’\0’进行初始化,所以arr3很简单的就找到了’\0’,并返回4。

arr4:arr4与arr2不同的是:我这次设置了arr4的大小,然后我用字符对arr4进行了初始化,虽然是用字符进行的部分初始化,但是编译器会帮我把没初始化的地方默认初始化为0,‘\0’的ASCII码值就是0,C语言字符在内存的形式就是ASCII码值,所以后面没初始化的地方存放的都是’\0’。

我们再来看一个东西,由上面的图,我们还可以知道strlen的返回值是size_t,这是一个无符号数。如果不清楚这个地方,我们也可能会在使用strlen的时候出现一些问题。看一下下面的代码:

#include<stdio.h>

#include<string.h>

int main()

{

if (strlen("abc") - strlen("qwer") < 0)

{

 printf("1");

}

else

{

 printf("0");

}

return 0;

}

对于上面的代码的运行结果是什么?

按常理来说,前面的字符串大小为3,后面的为4,比4小应该会打印1。我们来看运行结果:

4.png

它的运行结果是0,难道前面的字符串大小比后面的大吗,其实不是。关键在于它的返回值是一个无符号数。无符号数只有正数,没有负数。3-4=-1,但是此时的-1并不是有符号数,而是一个无符号数,那么-1此时就是一个很大的正数。所以此时才会输出0

如果要解决这个问题,有以下两种解决方案:

方法1:不相减,进行比较:

#include<stdio.h>

#include<string.h>

int main()

{

if (strlen("abc") < strlen("qwer"))

{

 printf("1");

}

else

{

 printf("0");

}

return 0;

}

方法2:强制类型转换

#include<stdio.h>

#include<string.h>

int main()

{

if ((int)strlen("abc") -(int)strlen("qwer") < 0)

{

 printf("1");

}

else

{

 printf("0");

}

return 0;

}

说一下方法1,无符号数只有正数,没有负数,直接计算大小(正数)就可以直接比较了。方法2是强制转换为int类型的数据,整型是有符号数,有符号数就可以进行相减,结果为-1,就是-1。两种结果输出结果都是1.


strlen函数的模拟实现


讲完了strlen函要注意的问题,下面讲一下strlen函数的模拟实现。总共有三种方法:计数器方式,递归的方式和指针-指针的方式。


计数器方式


实现的思想:设置一个计数的变量,让一个字符指针遍历字符数组的每一个元素,如果指针指向的元素不是’\0’,计算器就自增,直到指针指向的元素是’\0’,就停止遍历,并返回计数器。

因为是模拟实现,我们就只求一致,返回值就设置为size_t。

实现代码如下:

#include<stdio.h>

#include<string.h>

#include<assert.h>

size_t my_strlen(const char* p)

{

int count = 0;

assert(p != NULL);//如果等于空指针就会报错

while((*p) != '\0')

{

 count++;

 p++;

}

return count;

}

int main()

{

char arr[] = "CSDN";

int ret = my_strlen(arr);

printf("%d", ret);

return 0;

}


递归的方式


代码实现的思想:这种方式是不用创建临时变量的一种方法, 只使用指针进行遍历,如果指针指向的不是’\0’,那么就返回1和指针指向后一个数据的结果。

size_t my_strlen(const char* p)

{

if ((*p) == '\0')

{

 return 0;

}

else

{

 return 1 + my_strlen(p+1);

}

}

int main()

{

char arr[] = "CSDN";

int ret = my_strlen(arr);

printf("%d", ret);

return 0;

}


指针减指针的方式


代码实现的思想:

元素名是首元素的地址,我们就在定义一个指针,指向这个数组,让这个指针进行遍历,指向的不是’\0’就让指针进行自增。最后让遍历完数组的指针减去数组名(也就是首元素的地址)。

注意:当两个指着指向同一块空间时,指针减指针的绝对值就是两个指针之间的元素个数,而不是 个数*数据类型所占的空间。

size_t my_strlen(const char* p)

{

char* s = p;

while((*s) != '\0')

{

 s++;

}

return s - p;

}

int main()

{

char arr[] = "CSDN";

int ret = my_strlen(arr);

printf("%d", ret);

return 0;

}

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