【C语言航路】第十一站:字符串、字符和内存函数(上)

简介: 【C语言航路】第十一站:字符串、字符和内存函数

一、字符串函数

1.strlen

(1)strlen的库函数文档

如下图所示,是strlen在库函数中的文档。

它的参数是const char*类型的,这是考虑到它不会被改变的原因

返回类型是size_t类型的,这是考虑到它计算的是长度不会是负数的原因

这个函数返回的是一个字符串的长度,传入一个地址,计算的是\0字符之前的长度

(2)strlen的模拟实现

在这里我们采用三种方式来实现:循环计数、递归、指针减指针

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
//循环计数
int my_strlen1(const char* str)
{
  assert(str);
  int count = 0;
  while (*str != '\0')
  {
    count++;
    str++;
  }
  return count;
}
//递归
int my_strlen2(const char* str)
{
  assert(str);
  if (*str == NULL)
  {
    return 0;
  }
  return 1 + my_strlen2(str + 1);
}
//指针减指针
int my_strlen3(const char* str)
{
  assert(str);
  const char* start = str;
  while (*str != '\0')
  {
    str++;
  }
  return str - start;
}
int main()
{
  char arr[] = "abcdef";
  int len = my_strlen3(arr);
  printf("%d\n", len);
  return 0;
}

(3)strlen的注意事项

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

关于第三点注意事项,我们在这里着重说一下

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
  {
    printf(">\n");
  }
  else
  {
    printf("<=\n");
  }
  return 0;
}

这段代码的运行结果是

肯定与我们的设想是不一样的,因为strlen("abc")计算出来的是3,strlen("abcdef")计算出来的是6,虽然看上去好像3-6是-3,应该是<=,但是要主要这里的都是无符号的,计算出来的结果也是无符号的。所以这个数其实在内存中来看是一个很大的数。还是大于0的,所以是>

2.strcpy

(1)strcpy的库函数文档

它的参数是char* destination 和const char* source,destination的意思是目标空间的地址,

source的意思是源头空间的地址,这个地址里面的值是不可以被修改的。

功能是将source处的字符串拷贝到destination处

返回类型是char*,意思是将destination处的地址返回

(2)strcpy的使用以及注意事项

1.源字符串必须以 '\0' 结束。

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。

在下面这段代码中

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxxxx";
  char arr2[] = "hello world";
  strcpy(arr1, arr2);
  printf("%s\n", arr1);
  return 0;
}

我们直接从调试里面查看数组的值

在下面这段代码中

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr1[] = "xxxxxxxxxxxxxxxxxx";
  char arr2[] = "hello world";
  strcpy(arr2, arr1);
  printf("%s\n", arr1);
  return 0;
}

出现了错误,这是因为,arr2的空间不是足够大。

在下面这段代码中

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char* p = "xxxxxxxxxxxxxxxxxx";
  char arr2[] = "hello world";
  strcpy(p, arr2);
  printf("%s\n", p);
  return 0;
}

程序直接崩溃,这是因为char* p是不可以被修改的

(3)strcpy的模拟实现

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

运行结果为

3.strcat

(1)strcat的库函数文档

1.它的参数是char* destination和const char* source,与strcpy是一样的。

2.它的功能是将source处的字符串追加到destination后面

3.它的返回类型是char*,返回destination的地址

(2)strcat的使用以及注意事项

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,会陷入死循环

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr[20] = "hello ";
  char* p = strcat(arr, "world");
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

运行结果为

(3)strcat的模拟实现

思路就两步:

1.找到\0字符的位置

2.追加

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  //1.找到'\0'字符
  while (*dest != '\0')
  {
    dest++;
  }
  //2.追加
  while (*dest++ = *src++)
  {
    ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr[20] = "hello ";
  char* p = my_strcat(arr, "world");
  printf("%s\n", arr);
  return 0;
}

(4)strcat自己对自己追加

这个其实是不可以的,会造成死循环的现象

假如说下面的字符串自己对自己追加的话

\0会被修改为a,后面的都会覆盖过去,这样我们就永远也找不到\0了,最终导致分配的空间用完, 使用了未分配的空间而崩溃

下图是我们模拟出来的strcat的自己对自己追加后的效果

如果是官方的库里面的话,似乎没有出现这个问题,这个是visual studio对这个问题进行了优化,在一些其他的ide上可能就会出现这个死循环问题,导致程序出现bug

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