【C进阶】——详解10个C语言中常见的字符串操作函数及其模拟实现（二）

6. strncpy

6.1 与strcpy对比

我们发现这个函数的名字是不是和strcpy很像啊，就多了一个n而已，那它们两个有什么区别吗？

我们来对比一下：

我们来看一下：

那现在我们就明白了，参数num可以接收我们想要拷贝的字符的个数，那这样就使得我们可以控制我们想要拷贝的字符串的个数，是否拷贝结束就不再受’\0’的支配了。

6.2 使用及注意事项

我们来练习一下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr1[20] = "abcdef";
  char arr2[] = "****";
  printf("%s", strncpy(arr1, arr2, 3));
  return 0;
}

对于strncpy来说，我们传的参数是几，它就严格的拷贝几个字符，而且不会带’\0’。

虽然我们可以自己觉得拷贝的字符个数，但是我们也不能随意指定，也要在合理的范围内。

举个例子：

int main()
{
  char arr1[10] = "abcdef";
  char arr2[] = "****";
  printf("%s", strncpy(arr1, arr2, 6));
  return 0;
}

arr2中带上’\0’也只有5个字符，而我们却拷贝了6个。

我们来调试观察一下：

这样写貌似没有报错，但是，我们最好还是不要这样做。

6.3 strncpy的模拟实现

其实思路也很简单：

回想一下strcpy模拟实现我们是怎么实现的，我们是每次拷贝一个字符，直至拷贝到"\0"停止。

那strncpy与strcpy相比就多了一个参数size_t num，那我们只搞一个循环，每次拷贝一个字符，循环num次就行了。

上代码：

char* my_strncpy(char* dest, const char* src,size_t num)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (num--)
  {
    *dest++ = *src++;
  }
  return ret;
}

看看效果：

7. strncat

7.1与strcat对比

学过strncpy，相信大家就明白strncat是怎么回事了，它还是追加字符串的，只不过我们可以通过参数来控制要追加的字符个数。

7.2使用及注意事项

来练习一下strncat的使用：

int main()
{
  char arr[20] = "abcdef";
  char arr2[] = "*****";
  printf("%s\n", strncat(arr, arr2, 4));
  return 0;
}

那我们再来思考一个问题，strncat在追加完N个字符后，会不会在最后补上’\0’呢？

看这段代码：

int main()
{
  char arr[20] = "abcdef\0oooooo";
  char arr2[] = "*****";
  printf("%s\n", strncat(arr, arr2, 4));
  return 0;
}

我们来看一下追加之后，最后一个’*‘后面是’o’还是’\0’，如果是’o’，表示追加完没有补’\0’，如果是’\0’，那就是strncat在追加完补上的。

所以strncat在追加完会补上一个’\0’，以确保追加之后还是以一个字符串（'\0’是字符串的结束标志）。

7.3上述3.3思考解答

上面在讲strcat的时候，我们遗留了一个问题，使用strcat无法实现字符串自己给自己追加，那我们刚才了解到strncat在追加之后会自动补上一个’\0’，那用strncat是不是可以实现字符串自己给自己追加呢？

答案是可以的！

我们来试一下：

int main()
{
  char arr[20] = "abc";
  printf("%s\n", strncat(arr, arr, 3));
  return 0;
}

7.4 strncat的模拟实现

strcat是从目标字符串（即被追加的字符串）的结束标志’\0’处开始追加（会覆盖目标字符串的’\0’），追加至’\0’停止。

那strncat是向后追加num个字符，那我们还是搞个循环就行了，循环num次，当然记得最后补上一个"\0"。

上代码：

char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
  assert(dest && src);
  //1.找到目标字符串的'\0'
  char* p = dest;
  while (*p != '\0')
  {
    p++;
  }
  //2.将源字符串拷贝到目标空间的'\0'之后（覆盖"\0"）
  while (num--)
  {
    *p++ = *src++;
  }
  *p = '\0';
  return dest;
}

看看效果：

8. strncmp

8.1 使用练习

那strncmp与strcmp相比当然还是多了一个参数size_t num。使得我们可以控制我们想要比较的字符个数。

它的比较规则以及返回值和strcmp还是一样的。

我们来练习练习：

int main()
{
  int ret = strncmp("abcdef", "abcd", 3);
  printf("%d", ret);
  return 0;
}

只比较前3个字符，那他们都是"abc"，是一样的，所以应该返回0，我们看看结果是不是：

其它两种情况就不给大家一一演示了。

8.2 strncmp的模拟实现

与strncmp模拟实现相比加一个限制条件控制比较的个数就行了。

如果两个字符串是一样的，那就一直往后比，遇到’\0’或者num等于0都停止，返回0。

不一样的话，还是先一直往后比，比到不相同的那一对字符，判断它们的大小关系，返回对应值就行了。

上代码：

int my_strncmp(const char* s1, const char* s2, size_t num)
{
  assert(s1 && s2);
  while (*s1 == *s2 && num--)
  {
    if (*s1 == '\0' || num == 0)
      return 0;
    s1++;
    s2++;
  }
  if (*s1 > *s2)
    return 1;
  else
    return -1;
}

看看效果：

9.字符串查找函数——strstr

9.1使用及注意事项

接下来我们再来认识一个函数——strstr。它的作用是什么呢？

在一个字符串（str1）中查找另一个字符串（str2）是否存在，

如果存在，返回该字串的起始地址，如果出现多次，返回的是第一次出现的地址。

比如：在abcdefabcdefabcd中寻找fab，fab出现了两次，我们返回第一个fab的起始地址。

如果不存在，返回NULL。

我们来练习一下它的使用：

int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  char arr2[] = "cde";
  char* p = strstr(arr, arr2);
  printf("%s", p);
  return 0;
}

cde在arr中存在，那应该返回cde的起始地址，我们打印出来应该是cdef，验证一下：

9.2strstr的模拟实现

然后我们来尝试模拟实现一下strstr，先来看一下代码：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
  assert(str1 && str2);
  const char* s1 = str1;
  const char* s2 = str2;
  const char* p = str1;
  while (*p)
  {
    s1 = p;
    s2 = str2;
    while ((*s1 != '\0') && (*s2 != '\0') && (*s1 == *s2))
    {
      s1++;
      s2++;
    }
    if (*s2 == '\0')
      return (char*)p;
    p++;
  }
  return NULL;
}

下面来解释一下：

来看看效果：

可以实现！

10. strtok

10.1功能解释及使用说明

这个函数是干嘛的呢？解释一下：

首先来看strtok的第二个参数delimiters，delimiters是分隔符的意思，那这个参数是接收啥呢？

参数delimiters的类型是char *，它是用来接收字符串中所有分隔符所组成的字符集合的。

比如：有这样一个字符串char arr[]=helloworld@strtok.hhh;，我们把"@."作为分隔符，可以将该字符串拆分为：

helloworld

strtok

hhh

那我们把这个分隔符的集合放到一个字符串中：

char* p="@.;

那我们就可以把p传给参数delimiters。

第一个参数char* str;接收被分隔符分割的那个字符串helloworld@strtok.hhh

那把这些传给它，strtok能帮我们做什么呢？

当我们把arr和p传给strtok:

strtok函数的第一个参数不为 NULL ，strtok函数找到str中的第一个标记（分隔符）时停止，保存它在字符串

中的位置，并将其用 \0 结尾，返回一个指向这个标记的指针（对这个字符串来说就是返回首字符h的地址)。

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。

看代码：

int main()
{
  char arr[] = "helloworld@strtok.hhh";
  char* p = "@.";
  char* ret = strtok(arr, p);
  printf("%s", ret);
  return 0;
}

那按照上面的规则，strtok会找到第一个分隔符’@‘，将其置为’\0’，返回h的地址。

那我们将它的返回值以字符串形式打印出来应该就是helloworld，虽然后面还有，但我们知道打印到’\0’就结束了嘛，我们看看是不是：

我们现在拿到了被分割符分开的第一个字串helloworld，如果我们还行拿到后面的strtok和hhh，我们应该怎么做呢？

当我们想从上次的第一个分隔符的位置继续向后分割字符串拿到strtok时，我们需要再次调用strtok函数，但是这次第一个参数我们应该NULL，为什么呢？

4.strtok函数的第一个参数为 NULL ，函数将从上一次字符串中被保存的位置开始，查找下一个标记。

也就是说，再次调用该函数时，只要我们第一个参数给它传空指针NULL，strtok就会从上次保存的位置（即上次查到的分隔符的位置），继续向后寻找下一个分隔符，将其置为’\0’，然后返回起始地址。

那我们这样是不是就可以拿到第二个被分隔的字串strtok了。

  char arr[] = "helloworld@strtok.hhh";
  char* p = "@.";
  char* ret = strtok(arr, p);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, p);
  printf("%s\n", ret);

那我们想拿到最后一个字串hhh，再次去调用strtok的话，后面已经没有分隔符了，那会怎么样呢？

5. 如果找到终止空字符，扫描也会停止，返回起始地址。

也就是说，虽然后面没有分隔符了，但是strtok扫描到’\0’，也会停止，那这样我们就拿到最后一个字串了。

  char arr[] = "helloworld@strtok.hhh";
  char* p = "@.";
  char* ret = strtok(arr, p);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, p);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, p);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;

一旦在对 strtok 的调用中找到 str 的终止空字符，则对此函数的所有后续调用（以空指针作为第一个参数）都将返回空指针。

也就是说，当strtok将字符串处理完之后，如果我们再去以NULL作为第一个参数去调用strtok，都将返回空指针NULL。

10.2 代码演示及优化

到这里，相信大家就应该明白这个函数的使用了，然后我们再来看一下刚才的代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr[] = "helloworld@strtok.hhh";
  char* p = "@.";
  char* ret = strtok(arr, p);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, p);
  printf("%s\n", ret);
  ret = strtok(NULL, p);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;
}

大家有没有觉得这样写太挫了啊，我们是知道已经知道这个字符串被分隔成了3段，所以我们调用3次，那以后操作其它的字符串，是不是调用次数也要变啊。

接下来我们就来改进一下这个代码：

怎么搞呢？我们先来看代码：

int main()
{
  char arr[] = "helloworld@strtok.hhh";
  char* p = "@.";
  char* str = NULL;
  for (str = strtok(arr, p); str != NULL; str = strtok(NULL, p))
  {
    printf("%s\n", str);
  }
  return 0;
}

解释一下：

for循环的初始化部分为str = strtok(arr, p)，我们知道for循环的初始化部分只执行一次，而我们在调用strtok时恰好就是第一次需要传字符串，而且也只传一次，这正好符合我们的调用操作。

接下来我们再次调用函数就需要传空指针了，而恰好调整部分就是str = strtok(NULL, p)，这样正好符合我们的需求。

然后判断部分为str != NULL，而strtok 如果返回空指针，就证明已经找到终止字符’\0’了，已经对字符串分割完毕了，这时候停止循环，正好符合我们的需求。

我们来测试一下效果：

完美！！！

11. strerror

11.1功能解释及使用说明

我们看它的参数，接收一个整型，返回一个字符指针，那它是用来干嘛的呢？

strerror函数的功能是：

将C语言中的错误码转化为对应的错误信息，并返回对应错误信息字符串的首地址。

演示一下：

int main()
{
  printf("%s\n", strerror(0));
  printf("%s\n", strerror(1));
  printf("%s\n", strerror(2));
  printf("%s\n", strerror(3));
  printf("%s\n", strerror(4));
  return 0;
}

我们来看一下结果：

11.2 应用场景

C语言的库函数在调用失败时会产生错误码，这个错误码会保存到errno中，errno——C语言提供的全局的错误变量，产生错误时的错误码会记录到错误码变量errno中。

举个例子：

int main()
{
  FILE* pFile;
  pFile = fopen("unexist.ent", "r");
  if (pFile == NULL)
  {
    printf("Error opening file unexist.ent: %s\n",  strerror(errno));
    printf("%d\n", errno);
  }
  return 0;
}

我们使用库函数fopen打开一个文件unexist.ent，但是这个文件并不存在，所以它是会发生错误的，我们就把这个保存在errno中的错误码对应的错误信息打印出来看看。

这就是strerror的一个应用。

以上就是对C语言中常见的字符串函数的一个介绍，欢迎大家指正，希望能帮助到大家！！！