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【C语言进阶】字符串函数与内存函数的学习与模拟实现（下）

2023-06-05 169
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简介： 【C语言进阶】字符串函数与内存函数的学习与模拟实现（下）

1.9 strtok 函数：

strtok 函数（string token）的作用为将字符串分解为一组字符串。该函数有两个数组作为参数，它的实际作用便是将其中一个数组为分割数组，在另一个数组中寻找这些“分割符”，并在分割符处将这个数组内的字符串加上结束标识符 ’ \0 ’ ，将其分割成一组（多个）字符串。若第一个参数不为 NULL ，将找到字符数组中的第一个标记并保存它在字符串中的位置；若第一个参数为 NULL ，将在同一个字符串中被保存的位置开始，查找下一个标记

strtok 函数的基本使用方式：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr1[] = "1254594572@QQ.COM";
  char arr2[30] = { 0 };
  strcpy(arr2, arr1);
  const char* arr3 = "@.";
  printf("账号：%s\n", strtok(arr2, arr3));
  //找到第一个标记停止
  printf("服务商：%s\n", strtok(NULL, arr3));
  //从保存好的位置开始往后找
  printf("网址后缀：%s\n", strtok(NULL, arr3));
  //从保存好的位置开始往后找
  return 0;
}

de13a207948441a6bad6fff7c99a1cb6.png1.strtok 函数是会对数组本身进行操作的，所以我们为了保护原始数据，在定义并初始化好字符数组之后，又定义了一个新的数组并将原始数据拷贝过去，作为临时拷贝供我们进行操作。

2.接着我们定义并初始化了分割符数组，函数将根据分割符数组 arr3 对 临时拷贝 arr2 进行分割。第一次执行函数时之前没有标记，于是直接进行操作找到第一个标记并分割打印。

3.此时就已经存在标记了，再连续两次找到前一次执行作下的标记按照分割符将数组分割完毕并打印。我们可以将上面段代码优化为：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr1[] = "1254594572@QQ.COM";
  char arr2[30] = { 0 };
  strcpy(arr2, arr1);
  const char* arr3 = "@.";
  char* str = NULL;
  for (str = strtok(arr2, arr3); str != NULL; str = strtok(NULL, arr3))
  {
    printf("%s\n", str);
  }
  return 0;
}

注意:若字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

1.10 strerror 函数：

strerror函数（string error）的作用为返回错误码对应的信息。即根据接收到的错误码（错误码 errno 为全局变量），返回错误原因的详细信息。

我们来看 strerror 函数的基本使用方式：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i <= 4; i++)
  {
    printf("错误原因为：%s\n", strerror(i));
  }
  return 0;
}

e0f26fed0e0d4302b9e88ec145729d14.png

2.内存函数介绍

2.1 memcpy 函数：

memcpy函数（memory copy）的作用为从源内存空间向目的内存空间拷贝限制数量（单位是字节）的数据。它与 strcpy 函数类似，作用均为拷贝数据，不同的是 strcpy 仅仅只操作字符串故会在结束标识符 ’ \0 ’ 处停止，而 memcpy 函数操作的是内存，内存中的数据是相邻的，故不会在结束标识符处停止。

memcpy 函数的基本使用方式：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
  int arr2[5] = { 0 };
  printf("Before copy , the char inside arr2 are :>");
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr2[i]);
  }
  printf("\n");
  memcpy(arr2, arr1, 20);
  printf("After copy , the char inside arr2 are :>");
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr2[i]);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

07907b35534b47ff9b7ea0bb45bf39ac.png首先创建并初始化了两个整形数组，接着打印出数组 arr2 内数据的存放情况。通过内存拷贝函数，将数组 arr1 内的前20个字节的数据拷贝给了 arr2数组。整型数组内每个数据元素所占的内存空间为4个字节，20个字节即将数组 arr1 中的前五个数据元素拷贝给了数组 arr2。最后再次打印数组 arr2 中的数据，验证拷贝结果。


注意:如果源内存空间和目标内存空间有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

2.2 memmove 函数：

memmove函数（memory move）的作用为弥补 memcpy 函数的不足，主要用于处理内存的重叠部分。即如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用 memmove 函数来进行处理。

memcpy 函数的基本使用方式：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
printf("Before copy , the char inside arr are :>");
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr[i]);
  }
  printf("\n");
  memmove(arr+2, arr, 20);
  printf("After copy , the char inside arr are :>");
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr[i]);
  }
  printf("\n");
 return 0;
}

e98ea71c91e043b7b79c945a7d40ba44.png

2.3 memcmp 函数：

memcmp 函数（memory compare）的作用与 strcmp 函数的作用类似，不过 memcmp 函数是从内存的角度以字节为单位进行处理，故 memcmp 函数同样需要第三个参数进行限制，而不会在结束标识符 ’ \0 ’ 处停止比较。

memcmp 函数的基本使用方式：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
  int arr2[] = { 1,2,3,4,5,9,6,7,8 };
 int ret = memcmp(arr2, arr1, 24);
  if (ret > 0)
  {
    printf("arr1 < arr2\n");
  }
  else if (ret == 0)
  {
    printf("arr1 = arr2\n");
  }
  else
  {
    printf("arr1 > arr2");
  }
 return 0;
}

29ac226ae8a840b6a6e483556816f7c7.png

3.模拟库函数的实现

3.1 模拟实现strlen 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* p)
{
  int count = 0;
  assert(p != NULL);
  //进行空指针校验，防止出现空指针
  while (*p != '\0')
  {
    count++;
    p++;
  }
  return count;
}
int main()
{
  const char arr[] = "Welcome!";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("The length of arr is %d\n", ret);
  return 0;
}

3.2 模拟实现strcpy 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* p2, const char* p1)
{
  assert(p2 != NULL);
  assert(p1 != NULL);
  //等价于assert(p2 && p1);
  char* ret = p2;
    //将目的地址作为返回值
  while (*p2++ = *p1++)
  {
    ;
  }
 //返回目的地址的作用是为了实现链式访问
    return ret;
}
int main()
{
  const char arr1[] = "Welcome!";
  const char arr2[10] = { 0 };
  printf("Before copy , the char inside arr1 are %s\n", arr1);
  printf("Before copy , the char inside arr2 are %s\n", arr2);
  printf("\n");
  my_strcpy(arr2, arr1);
  printf("After copy , the char inside arr1 are %s\n", arr1);
  printf("After copy , the char inside arr2 are %s\n", arr2);
  return 0;
}

3.3 模拟实现strcat 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* p2, char* p1)
{
  assert(p2 && p1);
  char* ret = p2;
  //查找目标空间中的结束标识符，找到后停止
  while (*p2)
  {
    p2++;
  }
  //从结束标识符开始追加
  //追加：
  while (*p2++ = *p1++)
  {
    ;
  }
  return ret;
} 
int main()
{
  const char arr1[20] = "Hellow!";
  const char arr2[20] = "Welcome!";
  printf("Before catenate , the char inside arr1 are %s\n", arr1);
  printf("Before catenate , the char inside arr2 are %s\n", arr2);
  printf("\n");
  my_strcat(arr2, arr1);
  printf("After catenate , the char inside arr1 are %s\n", arr1);
  printf("After catenate , the char inside arr2 are %s\n", arr2);
  return 0;
}

3.4 模拟实现strcmp 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
//模拟实现strcmp函数：
int my_strcmp(const char* p1, const char* p2)
{
  assert(p1 && p2);
  //找到字符不同的对应位：
  while (*p1 == *p2)
  {
    if (*p1 == '\0')
    {
      return 0;
    }
    p1++;
    p2++;
  }
  if (*p1 > *p2)
  {
    return 1;
  }
  else
  {
    return -1;
  }
}
int main()
{
  const char arr1[] = "abcd";
  const char arr2[] = "abz";
  int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
  //若arr1大于arr2，则返回大于零的数
  //若arr1等于arr2，则返回等于零的数
  //若arr1小于arr2，则返回小于零的数
  if (ret = 1)
  {
    printf("arr1 > arr2\n");
  }
  else if (ret = 0)
  {
    printf("arr1 = arr2\n");
  }
  else
  {
    printf("arr1 < arr2\n");
  }
  return 0;
}

3.5 模拟实现strstr 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(char* p1, char* p2)
{
  assert(p1 && p2); 
  char* pp1 = p1;
  char* pp2 = p2;
  char* cur = p1;
  while (*cur)
  {
    pp1 = cur;
    pp2 = p2;
    while (*pp1 && *pp2 && (*pp1 == *pp2))
    {
      pp1++;
      pp2++;
    }
    if (*pp2 == '\0')
    {
      return cur;
    }
    cur++;
  }
  return NULL;
}
  //模拟strstr函数的实现：
int main()
{
  const char arr1[] = "abcdefg";
  const char arr2[] = "cde";
  char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
  //从arr1中寻找arr2
  if (ret == NULL)
  {
    printf("找不到该字符串！\n");
  }
  else
  {
    printf("成功找到该字符串'%s'！\n", ret);
  }
  return 0;
}

3.6 模拟实现memcpy 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* p2, const void* p1, size_t count)
{
  assert(p2 && p1);
    void* ret = p2; 
  while (count--)
  {
    *(char*)p2 = *(char*)p1;
    p2 = (char*)p2 + 1;
    p1 = (char*)p1 + 1;
  }
    return ret;
}
int main()
{
  int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
  int arr2[5] = { 0 };
  printf("Before copy , the char inside arr2 are :>");
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr2[i]);
  }
  printf("\n");
  my_memcpy(arr2, arr1, 20);
  printf("After copy , the char inside arr2 are :>");
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr2[i]);
  }
  printf("\n");
 return 0;
}

3.7 模拟实现memmove 函数：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* p2, const void* p1, size_t count)
{
  assert(p2 && p1);
  void* ret = p2;
  if (p2 < p1)
  {
    while (count--)
    {
      *(char*)p2 = *(char*)p1;
      p2 = (char*)p2 + 1;
      p1 = (char*)p1 + 1;
    }
  }
  else
  {
    while (count--)
    {
      *((char*)p2 + count) = *((char*)p1 + count);
    }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
 printf("Before copy , the char inside arr are :>");
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr[i]);
  }
  printf("\n");
 my_memmove(arr + 2, arr, 20);
 printf("After copy , the char inside arr are :>");
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf(" %d", arr[i]);
  }
  printf("\n");
 return 0;
}
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

4.总结：

今天我们对字符串函数与内存函数的相关知识又有了新的了解,学习了10个常用字符串操作函数以及3个常用内存函数的相关知识，完成了其中部分库函数的自定义模拟实现，希望我的文章和讲解能对大家的学习提供一些帮助。

当然，本文仍有许多不足之处，欢迎各位小伙伴们随时私信交流、批评指正！我们下期见~

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C语言
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C语言函数
内存学习
C语言内存
内存函数
C语言内存函数
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