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常见的字符串函数和内存操作函数与其模拟实现

2023-08-14 44
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简介： 常见的字符串函数和内存操作函数与其模拟实现

🔥🔥字符和字符串函数

①C语言中对字符和字符串的处理很频繁，但是C语言本身是没有字符串类型的，字符串通常放在 常量字符串中或者字符数组中。

②字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数。

③字符和字符串函数的使用需要引头文件#include

✅strlen（求字符串的长度）

size_t strlen ( const char * str );

🔺特别注意：

①字符串已经 '\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' )。

②参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。

③注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）

🔸模拟实现：

①用计数器的方法

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
  assert(str);
  size_t count = 0;
  while (*str != '\0')
  {
    count++;
    str++;
  }
  return count;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdefg";
  size_t ret = my_strlen(arr);
  printf("%u\n", ret);
  return 0;
}

②指针-指针的方法

#include <stdio.h>
int my_strlen(const char* str)
{
  char* start = str;
  while (*str != '\0')
  {
    str++;
  }
  return str - start;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdefg";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

③递归的方法

#include <stdio.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
  if (*str == '\0')
    return 0;
  else
    return 1 + my_strlen(str + 1);
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdefg";
  int ret = my_strlen(arr);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

✅strcpy

(将源字符串拷贝到目标空间)

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

🔺特别注意：

①源字符串必须以 '\0' 结束

char name[20]={0};

strcpy(name,"hello\0world");

则只是将hello\0放入name中

②会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间

③目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串

④目标空间必须可变

⑤注意是覆盖，而不是交换

🔸模拟实现：

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

✅strcat

(将源字符串追加到目标空间字符串的末尾部分)

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

🔺特别注意：

①源字符串必须以 '\0' 结束。

②目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。

③目标空间必须可修改。

④字符串自己给自己追加，如何？报错，不能给自己追加

🔸模拟实现：

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

✅strcmp（比较俩个字符串的大小）

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

🔺特别注意：

标准规定：

①第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字

②第一个字符串等于第二个字符串，则返回数字0

③第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字

🔸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 arr1[] = "abcd";
  char arr2[] = "abdd";
  int ret = my_strcmp(arr2, arr1);
  if (ret > 0)
    printf(">\n");
  else if (ret == 0)
    printf("=\n");
  else
    printf("<\n");
  return 0;
}

✅strncpy、strncat、strncmp

strncpy（拷贝规定的字符个数）

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

strncat（追加规定的字符个数）

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

strncmp（比较规定的字符个数）

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

🔺特别注意：

①strncpy、strncat、strncmp受长度限制，因此常用于目标空间不够大的情况

②拷贝、追加、比较num个字符

③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

④和strcpy、strcat、strcmp相比较为安全

✅strstr（查找子串）

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

🔺特别注意：

strstr查找子串，如果找到返回地址，找不到返回NULL(空指针)

🔸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 = str1;
  while (*p)
  {
    s1 = p;;
    s2 = str2;
    while (*s2 != '\0' && *s1 != '\0' && *s1 == *s2)
    {
      s1++;
      s2++;
    }
    if (*s2 == '\0')
      return (char*)p;
    p++;
  }
  return NULL;
}
int main()
{
  char arr1[] = "abbbcdef";
  char arr2[] = "bbc";
  char* ret=my_strstr(arr1, arr2);
  if (ret == NULL)
    printf("子串不存在\n");
  else
    printf("%s\n", ret);
  return 0;
}

✅strtok（切割字符串）

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

🔺特别注意：

①sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合

②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。

③strtok函数找到str中的下一个标记，并将其用 \0 结尾，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。）

④strtok函数的第一个参数不为 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。

⑤strtok函数的第一个参数为 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。

⑥如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

🔸strtok的使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  const char* sep = "@.";
  char email[] = "CSDN@baidu.com";
  char cp[30] = { 0 };
  strcpy(cp, email);
  char* ret = strtok(cp, sep);
  printf("%s\n", ret);  
  ret = strtok(NULL, sep);
  printf("%s\n", ret);  
  ret = strtok(NULL, sep);
  printf("%s\n", ret);
  return 0;
}
//优化版
int main()
{
  const char* sep = "@.";
  char email[] = "CSDN@baidu.com";
  char cp[30] = { 0 };
  strcpy(cp, email);
  char* ret = NULL;
  for (ret = strtok(cp, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep))
  {
    printf("%s\n", ret);  
  }
  return 0;
}

✅strerror（错误信息报告）

char * strerror ( int errnum );

🔺 特别注意：

①返回错误码，所对应的错误信息

②errno是个全局变量

✅字符分类函数

✅字符转换函数

tolower，转小写

toupper，转大写

🔥🔥内存操作函数

✅memcpy（拷贝独立空间的数据）

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

🔺特别注意：

①函数memcpy从source的位置向后复制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。

②如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

③对比strcpy，strcpy只能拷贝字符串，而memcpy可以拷贝其他类型

④返回目标函数的起始地址

🔸模拟实现：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, void* src, size_t num)
{
  assert(dest && src);
  void* start = dest;
  while (num--)
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    dest = (char*)dest + 1;
    src = (char*)src + 1;
  }
  return start;
}
int main()
{
  int arr1[20] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
  int arr2[] = { 8,8,8,8 };
  my_memcpy(arr1, arr2, 16);
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  return 0;
}

✅memmove（拷贝数据）

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

🔺特别注意：

①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。

②如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

🔸模拟实现：

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

✅memcmp（数据比较大小）

int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

🔺特别注意：

一对字节和一对字节进行比较

✅memset（数据初始化）

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

🔺特别注意：

①memory set是对内存初始化的库函数

②num是字节的个数

🔸memset的使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr[] = "hello world";
  //memset(arr, 'x', 5);
  memset(arr+6, 'x', 5);
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

🚀结语：

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内存函数
字符串函数内存
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