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【进阶C语言】字符串与内存库函数认识与模拟实现（2）

2023-10-20 77
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简介： size_t为无符号整形，接受他的返回值的变量类型也应该为size_t函数参数就是字符指针类型。const为了修饰*str，防止原字符串的数据被修改。需要包含的头文件为：#include<string.h>

六、strtok函数

前言：字符串分割函数

1.函数原型

image.png

1.返回切割好的第一段字符串的首地址

2.第一个参数为要切割的对象，第二个为切割的标志（存放在字符数组中）

3.包含头文件#include

4.直接使用会改变原字符串中的内容，一般拷贝一份使用

2.函数的使用

（1）使用效果展示

代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr1[20] = "loveyou@qq.com";
  char arr2[20] = { 0 };
  strcpy(arr2,arr1);
  char* s = "@.";
  char* p=NULL;
  for (p = strtok(arr2, s); p != NULL; p = strtok(NULL, s))
  {
    printf("%s\n", p);
  }
  return 0;
}

运行结果：

image.png

为什么会分成三段打印呢？与返回的首地址有关，接下来我们了解他的返回值类型

（2）函数返回值理解

image.png

image.png

1. 函数的第一个参数（需要被分割的字符串）不为NULL（比如我们把loveyou@qq.com的首地址传给该函数），strtok函数将找到第一个标记，并且把它后面的记号（@）改成\0，并且会记录记号（@）后面的第一个地址（qq.com的首地址），并且返回。


2.函数的第一个参数为NIULL（我们给该函数的第一个参数传送空指针NULL），函数将在同一个字符串中被保存的位置（qq.com的首地址）开始，查找下一个标记，并把后面的记号改成\0，以此类推，直到后面不再有标记，返回空指针。


（3）使用教程


因为调用一次，只能得到一个标记的地址，也就是只能得到一小串字符，想要完整得到原字符的所有标记，就需要用到循环

image.png

七、strerror与perror函数

前言：都为字符串报错函数

1.strerror函数原型

image.png

1.函数作用：将错误码翻译成错误信息，返回错误信息的字符串的起始地址。

2.函数的参数：错误码（如网站的404）

3.关联知识点：C语言在使用库函数时，如果发生错误，就会将错误码放在errno的变量中（errno是一个全局的变量，可以直接使用）


2.使用过程和解析

（1）第一种情况


代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d:%s\n",i,strerror(i));
  }
  printf("%s\n",strerror(404));
  return 0;
}

运行结果：

image.png

把0-9的数字作为参数传入strerror函数中，该函数就会把这些数字代表的错误类型翻译成一串串字符串，并把这些字符串的首地址返回来。

（2）打开某文件失败的例子

代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  FILE* p = fopen("add.txt", "r");
  if (p == NULL)
  {
    printf("打开文件失败，原因是：%s\n", strerror(errno));
    return 1;
  }
  else
    printf("打开文件成功\n");
  return 0;
}

结果：

image.png

strerror函数的作用：将错误的信息翻译成字符串的信息，返回字符串首地址

3.perror函数

（1）函数原型

image.png

（2）函数的作用

1.直接将错误码的原因打印出来。

2.strerror的作用是将“错误的原因”的首地址返回了，并没有打印。

（3）函数举例

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  FILE* p = fopen("add.txt", "r");
  if (p == NULL)
  {
    printf("打开文件失败，原因是：%s\n", strerror(errno));
    return 1;
  }
  else
    printf("打开文件成功\n");
  return 0;
}

结果：

image.png

1.打印规则：自定义信息：错误原因

2.相当于断言的作用，只需要把该函数放在代码中，有类似的错误就会直接打印出来。

八、字符操作函数

前言：字符操作函数就是针对单个字符的，这里我们只介绍四个比较常用的字符库函数。

1.islower函数

（1）定义

image.png

1.该函数的作用是用来判断一个字母是否为小写。

2.若该字母是小写字母，则会返回非0的数字（为真），不是小写则返回0（假）。

3.需要包含#included的头文件

（2）简单用法

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
  int ret = islower('a');
  int tmp = islower('A');
  printf("%d\n%d",ret,tmp);
  return 0;
}


运行结果：

image.png

2.isupper函数

（1）定义

image.png

  1.用来判断一个字母是否是大写

2.如果是大写，则返回非0的数字（真），不是大写则返回0（假）

3.使用时需要包含头文件#include

（2）简单用法

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
  int ret = isupper('a');
  int tmp = isupper('A');
  printf("%d\n%d", ret, tmp);
  return 0;
}

结果：

image.png

3.tolower

（1）定义--字符转换函数

image.png

  1.把大写字母转换成小写字母，小写字母则原封不动

2.返回值一定是小写字母

3.使用时需要包含头文件#include

（2）简单用法

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
  int ret = tolower('A');
  int tmp = tolower('a');
  printf("%c\n%c", ret, tmp);
  return 0;
}

程序结果；

image.png

4.toupper

（1）定义--字符转换函数

1.将小写字母转换成大写字母，大写原封不动。

2.返回值一定是大写字母

3.使用时需要包含头文件#include

（2）简单用法

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
  int ret = toupper('A');
  int tmp = toupper('a');
  printf("%c\n%c", ret, tmp);
  return 0;
}

结果：

image.png

九、内存操作函数

前言：内存操作函数和字符串操作函数的行为差不多，只不过内存操作函数操作的对象是内存，范围更加广，而字符串操作只能针对字符串。下面介绍四个内存操作函数

1.memcpy函数

（1）定义--内存拷贝函数

image.png

1.该函数可以针对任意的数据类型

2.第三个参数为需要拷贝的字节个数，以字节为单位进行拷贝

3.从第二个参数拷贝到第一个参数中

4.头文件#include

（2）简单使用

目的：将arr2中的内容拷贝到arr1中

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr1[10] = { 0 };
  int arr2[] = {1,2,3,4,5};
  memcpy(arr1,arr2,20);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf("%d ",arr1[i]);
  }
  return 0;
}

结果：

image.png

（3）memcpy函数模拟实现 

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* str1,const void* str2,size_t sz)
{
  assert(str1&&str2);
  void* dest = str1;
  //一个一个字节拷贝
  while (sz--)//后置--
  {
    *((char*)str1) = *((char*)str2);
    str1 = (char*)str1 + 1;
    str2 = (char*)str2 + 1;
  }
  return dest;
}
int main()
{
  int arr1[10] = {0};
  int arr2[] = { 5,2,0 ,1,3,1,4};
  my_memcpy(arr1,arr2,28);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 7; i++) {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  return 0;
}

1.void*的意思是可以接收任意类型的指针，但是不能直接++或者解引用，需要先进行类型转换。

2.拷贝的是任意类型，所以拷贝的时候为一个一个字节的拷贝。

3.memcpy函数一般用来拷贝内容不重叠的数据（两个以上的对象）。


2.memmove函数

（1）定义--内存移动

1.void*表示可以接收任意的数据类型。

2.size_t num依旧是以字节为单位的数据，以字节的形式移动数据。

3.包含头文件#include<string,h>

（2）简单使用

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


结果：

image.png

目的与分析：

image.png

（3）memmove模拟实现

在模拟的时候，我们需要注意第一个参数和第二个参数的位置，选择合适的移动方式：从前往后或者从后往前移动数据，以防止数据被覆盖，达不到目的。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* str, size_t sz)
{
  assert(dest&&str);
  void* ret = dest;
  //数组往后，内存越大
  if (dest<str)//从前往后移动
  {
    while (sz--)
    {
      *((char*)dest) = *((char*)str);
      dest = (char*)dest + 1;
      str = (char*)str + 1;
    }
  }
  else
  {
    while (sz--)
    {
      *((char*)dest + sz) = *((char*)str + sz);
    }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr1[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  my_memmove(arr1,arr1+2,12);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  return 0;
}

1.根据两个指针的前后位置选择合适的移动方式

2.从后往前移动需要根据编译器的存储方式（小端存储或者大端存储）

3.memcmp函数

（1）定义--内存比较

image.png

1.比较结果返回：第一个>第二个，返回>0的数字；第一个=第二个，返回=0的数字；第一个<第二个，返回<0的数字

2.可以比较任意类型的数据，比较的数据以字节为单位

3.头文件#include<string.h>

（2）使用方法

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr1[5] = { 1,2,3,4,5 };
  int arr2[5] = { 1,2,3,5 };
  int ret=memcmp(arr1,arr2,12);
  int tmp = memcmp(arr1,arr2,13);
  printf("%d\n%d",ret,tmp);
  return 0;
}

结果：

image.png

   1.当第一次比较的是12个字节（前面三个数据）的时候，他们都是一样的，所以返回0

2.第二次比较的是13个字节，因为是小端存储，所以第一个字节（第十三位字节）就是数据，4<5，所以返回-1。

4.memset函数

（1）定义--内存设置函数

image.png

1.头文件#include<string.h>

2.第一个参数：被操作的位置；第二个参数：修改成的数据；第三个参数：需要修个多少个字节。

3（*）.每一个字节都会被修改成第二个参数所指定的数据。

（2）使用方法

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[]="##########";
  memset(arr + 2, 'A', 5);
  printf("%s",arr);
  return 0;
}

image.png

从arr+2的位置开始，将后面的数据设置成’A‘，但是只修改五个字节

如果是整形数组：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  memset(arr + 2, 1, 12);
  int i = 0;
    for (i=0;i<10;i++)
    {
      printf("%d ",arr[i]);
    }
  return 0;
}

image.png

设置修改成1，实际却输出这么大的数据；原因是将每个字节都设置成了1

内存布局图：

image.png

由此可见，memset函数比较射手char类型的数据


十、总结

1.字符串库函数的使用都需要包含#include<string.h>的头文件


2.字符库函数的使用需要包含#include<ctype.h>的头文件


3.内存操作函数需要包含#include<string.h>的头文件


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C语言
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关键词：
C语言函数
内存字符串
C语言库
C语言内存
C语言内存函数
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