探索字符与字符串：基本库函数的使用（一)

前言

感谢您阅读我的博客。在本期文章中，我将为您介绍一些常用的字符和字符串处理函数，并提供一些注意事项和实现方法。

本期我们将会对以下库函数进行重点介绍以及模拟实现，其他的我们也会介绍使用方法以及注意事项。

求字符串长度

strlen

长度不受限制的字符串函数

strcpy

strcat

strcmp

内存操作函数

memcpy

memmove

函数介绍

strlen

函数原型：

size_t strlen ( const char * str );

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 ），我们在使用strlen函数时要格外注意，例如以下代码：

int main()
{
  const char* str1 = "abcdef";
  const char* str2 = "aaa";
  if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
  {
    printf("str2>str1\n");
  }
  else
  {
    printf("srt1>str2\n");
  }
  return 0;
}

我们可以判断出str1长度是大于str2的，可是最终的输出为：str2>str1，这是因为size_t，是无符号的，两个无符号的数据进行相减，最终结果也会是无符号的。

所以在使用的过程中要格外注意，避免这样直接做差来判断字符串（可以将类型转换为int类型再做差），视情况而定。

strcpy

函数原型：

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

strcpy函数的作用是字符拷贝，destination为目标字符串，source为源字符串，将字符串source拷贝到destination目标字符串。

另外在使用时我们还要注意以下几点：

• 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。
• 目标空间必须可修改
• 目标空间必须可修改，举个例子：

int main()
{
  char arr1[] = "Hello world!";
  char* arr2 = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxx";
  printf("%s\n", strcpy(arr2, arr1));
  return 0;
}

这里的arr2确实指向一个字符串，但arr2的字符串属于常量字符串是不可以修改的。那么这样使用必然会使程序崩溃。

strcat

函数原型：

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

strcat函数的作用是连接两个字符串 ，将source这个源字符串追加到destination目标字符串的末尾。

注意事项：

• 源字符串必须以 '\0' 结束，连接的过程中会将源字符串末尾的\0一同拷贝过去，作为字符串结束标志。
• 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。
• 同一个数组字符串不可以自己给自己追加。即

strcat(arr, arr);

在某些编译器上或许能够运行成功，但是会出现使用未初始化的内存空间这样的警告，这样的操作是很危险的，所以还是建议尽量不要这样去用，至于为什么我会在模拟实现的时候向大家介绍原因。

strcmp

函数原型：

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

strcmp的作用时比较两个2字符串大小。

比较规则：

• 第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字
• 第一个字符串等于第二个字符串，则返回0
• 第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字

那两个字符串是如何比较的呢？

strcmp函数会逐个比较两个字符串对应位置上的字符的ASCII码大小，直到遇到不相等的字符或者遇到字符串结束符'\0'。如果遇到不相等的字符，则返回两个字符的ASCII码差值；

我们来举例使用一下：

int main()
{
  int ret = strcmp("abcdef", "abc");//1
  int ret1 = strcmp("abcdef", "bbc");//-1
  int ret2= strcmp("abc", "abc");//0
  return 0;
}

• 第一个比较，前三个字符相等到第四个字符对应位置进行比较，d和\0进行比较，‘d’>‘\0’所以返回大于0的数。
• 第二个，两字符串第一个字符就不一样，那就对第一个字符进行比较，‘b'>‘a’所以返回小于0的数-1.
• 第三个，两字符串相等，返回0。

strncpy

函数原型：

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

作用：

• 拷贝num个字符从源字符串到目标空间。
• 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。

我们举例使用一下：

int main()
{
  char arr[20] = "abcdef";
  char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
  strncpy(arr, arr1, 3);
  return 0;
}

通过调试我们发现也确实只拷贝过去了三个。除此之外还有我们的strncat和strncmp

strncat

函数原型：

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

规则如下：

• 将源字符串src的前n个字符（或者直到遇到源字符串的结束符'\0'）追加到目标字符串dest的末尾
• 追加完成后，目标字符串dest的末尾会自动添加一个结束符'\0

使用实例：

int main()
{
  char arr[20] = "abcdef";
  char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxx";
  strncat(arr, arr1, 3);
  return 0;
}

将3个xxx添加到abcdef后边。

strncmp

函数原型：

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

str1和str2是要比较的两个字符串，num是要比较的最大字符数。

比较规则和strcmp规则相同。

使用实例：

int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  char arr1[] = "abddd";
  printf("%d",strncmp(arr, arr1, 3));
  return 0;
}

strstr

函数原型：

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

作用：用于在一个字符串中查找指定子串的第一次出现位置。

规则如下：

• 在字符串中查找子串的第一次出现位置。
• 如果找到了子串，则返回指向该位置的指针。
• 如果未找到子串，则返回NULL。

使用实例：

int main()
{
  char a[] = "abcdefjhidef";
  char b[] = "def";
  printf("%s", strstr(a, b));//defjhidef
  return 0;
}

strtok

函数原型：

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

这个函数有点奇怪，和我们平常使用的库函数都有所不同，这个函数的作用是切割字符串，具体怎么切割，规则如下：

• 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。
• strtok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。）
• strtok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。
• strtok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。
• 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

什么意思呢？接下来我会用代码向大家展示：

int main()
{
  char arr[] = "hello$world@haha";
  char tarr[30];
  strcpy(tarr, arr);
  char sep[] = "$@";
  char* ret=strtok(tarr, sep);
  printf("%s", ret);//hello
  return 0;
}

这段代码的输出是hello，sep是一个存放分割标记的数组，当在数组tarr中检查到sep中的字符时，strtok函数就会将该字符替换成\0，并返回到起始位置（字符串首元素地址处）。

如果再次调用该函数，传进去一个空指针：

int main()
{
  char arr[] = "hello$world@haha";
  char tarr[30];
  strcpy(tarr, arr);
  char sep[] = "$@";
  char* ret=strtok(tarr, sep);
  ret = strtok(NULL, sep);
  printf("%s", ret);//world
  return 0;
}

它的输出就是world，从第一个切割标记的字符$那里开始，查找下一个标记处，将标记改位\0,返回本次函数调用标记的起始位置。直到遇到\0为止，返回一个空指针。

在使用时我们也可以这样使用：

int main()
{
  char arr[] = "hello$world@haha*666";
  char tarr[30];
  strcpy(tarr, arr);
  char sep[] = "$@*";
  char* ret = NULL;
  for (ret = strtok(tarr, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep))
  {
    printf("%s\n", ret);
  }
  return 0;
}

将ret=strtok(tarr, sep);作为初始值标记第一个分割点，ret != NULL;作为条件，ret = strtok(NULL, sep)作为自增量，这样不管我们是否知道需要分割的字符串被分割的次数，都可以将字符串根据自己的需求进行分割。

memcpy

函数原型：

void * memcpy ( void * dest, const void * src, size_t n );

作用：将指定长度的数据从源内存地址复制到目标内存地址。dest是目标内存地址，src是源内存地址，n是要复制的字节数。

规则如下：

• 将源内存地址src中的前n个字节的数据复制到目标内存地址dest中。
• 如果源内存地址和目标内存地址有重叠，复制的结果是不确定的。

就是说如果将一个数组的片段，复制给同一个数组，就可能会导致复制重叠，无法达到我们预期的结果，不同的编译器结果可能也不相同。

例如：

int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
memcpy(arr + 2, arr, 20);

这样写可能会导致复制结果出错，建议不要这样去使用。

使用实例：

#include<string.h>//使用memcpy函数要引用头文件
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int arr1[20] = { 0 };
  memcpy(arr1, arr, 20);
  for (int i = 0; i < 20; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  return 0;
}

memmove

函数原型：

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

使用规则如下：

• 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。
• 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理

使用实例：

int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  memmove(arr + 2, arr, 20);
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);//1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
  }
  return 0;
}

memcmp

函数原型：

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

作用：

比较两个内存区域的内容是否相等。

其中ptr1和ptr2是要比较的两个内存区域的起始地址，num是要比较的字节数

比较规则如下：

• 比较两个内存区域的前n个字节的内容。
• 如果两个内存区域的内容相等，返回0。
• 如果两个内存区域的内容不相等，返回两个不相等字节的差值（按字节的无符号比较）

需要注意：

memcmp函数比较的是字节内容，而不是字符内容。因此，对于包含非字符数据（如结构体、数组等）的内存区域，也可以使用memcmp进行比较。

使用实例：

int main()
{
  int arr[] = { 1,2,1,4,5 };
  int arr1[] = { 1,2,257 };
  int ret=memcmp(arr, arr1, 9);
  printf("%d", ret);//0
  return 0;
}

我们比较前9个字节的内存返回值为0，说明两数组前9个字节的内容相等。

通过调试我们也可以观察到：

总结

好的文章到这里内容到此就结束了，在学习字符和字符串处理函数的过程中，我们不仅需要掌握其使用方法，还需要了解其背后的原理和细节。希望本篇文章能够激发您对字符和字符串处理的兴趣，让您深入探究其中的奥秘。最后，感谢您的耐心阅读。如果您想了解更多关于字符和字符串处理的知识，请继续关注我的博客，下期我将对一些基本的库函数进行模拟实现。