C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
字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数
本章重点介绍处理字符串函数的库函数的使用和注意事项
一、字符串函数
这些函数都要引头文件：#include<string.h>
1.1 strlen
size_t strlen（const char *str)
（1）库函数，是用来求字符串长度的，本质上统计的是字符串中\0之前的字符的个数（不包括’\0‘）
（2）参数指向的字符串（传地址）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）
下面看看这个代码：思考一下结果是什么？
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { const char* str1 = "abcdef"; const char* str2 = "bbb"; if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0) { printf("str2>str1\n"); } else { printf("srt1>str2\n"); } return 0; }
【答案】：srt2>str1
【解释】：两个无符号数相减得到的还是无符号数，那么一个小的数减去一个大的数还是得不到负数，所以就会打印srt2>str1
【改进】：将size_t类型强转为int类型
if ((int)strlen(str2) - (int)strlen(str1) > 0)
strlen函数的三种模拟实现：
（1）计数器：
size_t my_strlen(const char* str) { int count = 0; while (*str++) { count++; } return count; }
（2）递归：
size_t my_strlen(const char* str) { if (*str) return my_strlen(str+1) + 1; else return 0; }
（3）指针-指针
size_t my_strlen(const char* str) { char* p = str; while (*p) { p++; } return p - str; }
1.2 strcpy
char* strcpy(char * destination, const char * source )
把 source所指向的字符串复制到 destination，而且会覆盖destination中的字符（字符串拷贝）
（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（不然找不到‘\0'没法结束，就可能会导致数组越界）
（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）返回值是目标空间的地址（参数前面是目标字符串的地址，后面是源头字符串的地址）
验证strcpy会将源字符串中的'\0'拷贝到目标空间：
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[20] = "WORLDGOOD"; char arr2[] = "HELLO"; strcpy(arr1, arr2); printf("%s\n", arr1); return 0; }
未strcpy前的arr1：
strcpy后的arr1： 可以看到下标为5的元素就是'\0'
当目标空间为常量字符串时，不满足条件（4），那么就会出现错误：
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char* p = "abcdefghi";//常量字符串 char arr2[] = "HELLO"; strcpy(p, arr2);//err printf("%s\n", p); return 0; }
strcpy函数的模拟实现：
#include<assert.h> char* my_strcpy(char* dest, const char* src) { char* ret = dest; assert(dest && src);//防止dest和src是空指针 while (*dest++ = *src++) { ; } return ret; }
1.3 strcat
char * strcat（char * destination ，const char * source）
把 source所指向的字符串追加到 destination所指向的字符串的结尾（字符串追加）
内部逻辑：
<1>找到destination的末尾'\0'
<2>再把source的内容追加到destination的后面，会把前面字符串的’\0'覆盖
（1）源字符串必须以'\0'结束（’\0'也会追加过去）
（2）目标空间必须足够大，而且必须可以修改
（3）目标字符串中也得有’\0'，保证可以找到目标空间的末尾进行追加
（4）字符串不能自己给自己追加：这样会进入死循环，前面的'\0'被覆盖了，没有’\0'无法结束
strcpy函数的模拟实现：
<1>找到目标空间的末尾
<2>数据的追加(跟strcpy函数一样）
char* my_strcat(char* dest,const char* src) { char* ret = dest; assert(dest && src); //1.找到目标空间的末尾 while (*dest != '\0') { dest++; } //2.数据的追加(跟strcpy函数一样） while (*dest++ = *src++) { ; } return ret; }
1.4 strcmp
int strcmp （const char * str1,const char *str2)
（string compare）字符串比较函数
（1）不是比较长度，而是比较对应位置字符的大小（也就是ACSII值）
eg： str1=”abcdef“ str2=“abq"
在这个两个字符串前面两个字符都一样，但是到第三个字符位置上，str1是c，str2是q，q的ACSII值大于c，那么最后str1<str2
（2）标准规定：
str1>str2，则返回大于0的数
str1<str2,则返回小于0的数
str1和str2相等，则返回等于0的数
在VS中返回值就是-1，0，1，但是其他编译器就不一定
strcmp函数的模拟实现：
（1)初阶版：
#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++; } if (*str1 > *str2) { return 1; } else { return -1; } }
(2) 进阶版：这样简化了很多，而且返回值不只是1或者-1
#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; }
上面介绍的都是长度不受限制的字符串函数（strcpy，strcat，strcmp）
下面再来学习一下长度受限制的字符串函数：（strncpy，strncat，strncmp）
2.1 strncpy
char * strncpy（char * destination,const char *source,size_t num)
拷贝num个字符从源字符串到目标空间
（1）如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标空间的后面追加’\0',直到num个
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[20] = "XXXXXXXXXXXXX"; char arr2[] = "abc"; strncpy(arr1, arr2, 6); printf("%s\n", arr1); return 0; }
我们可以看到arr2只有四个元素，但是要传6个字符，那么就自动在后面补上’\0'，直到补到num个为止(这里printf打印arr1时，后面的XXXX是不会打印的，因为字符串遇到‘\0'就结束了，就不会再向后走了）
2.2 strncat
char * strncat(char * destination,const char *source,size_t num)
如果num大于源字符串的长度，只会追加源字符串的长度
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[20] = "abc\0xxxxxxxxxxxxx"; //一定要有\0,不然找不到字符串的末尾 char arr2[] = "defghi"; strncat(arr1, arr2, 10); printf("%s\n", arr1); return 0; }
2.3 strncmp
int strncmp(const char * str1, const char *str2)
比较到出现另一个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完、
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[] = "abczef"; char arr2[] = "abcqw"; int ret = strncmp(arr1, arr2, 4); printf("%d\n", ret); return 0; }
3.1 strstr
char * strstr (const char * str1,const char *str2)
string string 在字符串中找字符串
（1）strstr会返回str1中str2第一次出现的位置（多次出现只会返回第一次出现的地址）
如果str1中没有str2，就返回NULL
eg：代码结果：defghi
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[] = "abcdefghi"; char arr2[] = "def"; char* ret = strstr(arr1, arr2); if (ret == NULL) { printf("找不到\n"); } else { printf("%s\n", ret); } return 0; }
strstr函数的模拟实现：
（1）得有一个指针（cp）记录从哪开始str1和str2相匹配了
（2）对于str1="abbbcdef\0" str2="bbc\0”就没有那么简单了（当str1指向第三个b时，发现str2对应的不是b而是c，那么有得重新开始，所以还得有个指针指向str2的头部得以返回）
我们就考虑再加两个指针s1和s2分别去遍历str1和str2，str1和str2就指向这两个字符串的头部
#include<stdio.h> #include<assert.h> const char *my_strstr(const char* str1, const char* str2) { const char* cp=str1;//记录开始匹配的位置 const char* s1 ; const char* s2 ;//分别去遍历字符串 assert(str1 && str2); if (*str2 == '\0') return str1;//空字符串是所有字符串的子字符串 while (*cp)//如果str1是空字符就是直接跳出循环 { s1 = cp;//重新开始s1就得从cp开始 s2 = str2;//s2从str2开始 while (*s1&&*s2&& *s1 == *s2)//s1和s2不相等或者都为0就停下来 { s1++; s2++; } if (*s2 == '\0') return cp; cp++;//s1和s2不相等就cp向后走一个位置 } return NULL;//找不到返回空指针 }
这个strstr的模拟实现是一种暴力求解的方式，算法不够高效，有兴趣可以去研究KMP算法
3.2 strtok
char * strtok （char *str ，const char *sep）
这个函数是用来切割字符串的
eg：shenyu@yeah.net(yeah是域名，.net是后缀）//@和.就切割了字符串
192.168.101.23 //IP地址，点分十进制
（IP地址本来是一个无符号整数，这个整数不方便记忆，所以将这个整数转化为点分十进制的表示方式）
（1）sep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
（3）strtok函数找到str中的下一个标记，并将其用 \0 结尾（把这个标记改为‘\0')，返回一个指向这个标记的指针（有记忆功能）（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）
（4）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（第一次传参：s = strtok(arr, p)）
（5）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（后面传参：s = strtok(NULL, p)）
（6）如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针
理解怎么使用：
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr[] = "shenyu@yeah.net"; char buf[200] = { 0 }; strcpy(buf, arr);//拷贝一份 char* p = "@."; char* s = strtok(buf, p); printf("%s\n", s); s = strtok(NULL, p); printf("%s\n", s); s = strtok(NULL, p); printf("%s\n", s); return 0; }
代码结果：
奇葩的函数：第一次调用和后面的调用传递的参数不一样
真正使用strtok函数的代码：这个代码的结果和上面一样，for直接打印所有分割的字符
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr[] = "shenyu@yeah.net"; char buf[200] = { 0 }; strcpy(buf, arr);//拷贝一份 char* p = "@."; char* s = NULL; for (s = strtok(arr, p); s != NULL; s = strtok(NULL, p)) { printf("%s\n", s); } return 0; }
3.3 strerror
char * strerror (int errnum)
将错误码翻译错误信息，返回错误信息的字符串的起始地址
当使用库函数或者进行整个的软件设计的过程中，可能会有错误码 eg：404
C语言中使用库函数的时候，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，可以直接使用的 eg：0，1，2，3，4，5...
下面我们来看看错误码对应的错误信息:
#include<stdio.h> int main() { for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d: %s\n", i, strerror(i)); } return 0; }
结果如下：
再来个打开文件的例子：
fopen以读的形式打开文件
如果文件存在，打开成功
如果文件不存在，打开失败
用errno变量要引头文件：#include<errno.h>
#include<stdio.h> #include<errno.h> #include<string.h> int main() { FILE *pf=fopen("add.txt", "r"); if (pf == 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; }
拓展：perror函数：直接打印错误所对应的错误信息
相当于printf+strerror（打印规则：自定义信息+xxxxx）
#include<stdio.h> int main() { FILE *pf=fopen("add.txt", "r"); if (pf == NULL) { perror("打开文件失败"); } else { printf("打开文件成功\n"); } return 0; }
二、字符分类函数：
这些函数都需要引头文件：#include <ctype.h>
| 函数 | 如果他的参数符合以下条件就返回真 |
| iscntrl | 任何控制字符 |
| isspace | 空白字符：空格’ ‘，换页’\f',换行‘\n'，回车’\r',制表符‘\t'或者垂直制表符’\v' |
| isdigit | 十进制数字0~9 |
| isxdigit | 十六进制数字，包括所以十进制数字，小写字母a~f，大写字母A~F |
| islower | 小写字母a~z |
| isupper | 大写字母A~Z |
| isalpha | 字母a~z或A~Z |
| isalnum | 字母或者数字，a~z,A~Z,0~9 |
ispunct |
标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印） |
| isgraph | 任何图形字符 |
| isprint | 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符 |
显示详细信息
eg1：判断一个字符是否是小写字母 （ int islower （int c） ）
#include<stdio.h> int main() { char ch = 'w'; if (islower(ch)) { printf("小写\n"); } else { printf("非小写\n"); } return 0; }
eg2：判断一个字符是不是十六进制数字
#include<stdio.h> int main() { int ret = isxdigit('q'); printf("%d\n", ret); return 0; }
三、字符转换函数
这些函数都需要引头文件：#include <ctype.h>
int tolower（int c）；
int toupper（int c）；
eg1：大写转小写，小写转大写
#include<stdio.h> int main() { int ret = tolower('a'); printf("%c\n", ret);//A ret = tolower(ret); printf("%c\n", ret);//a return 0; }
eg2：字符串大写字母全部转为小写
#include<stdio.h> int main() { char arr[] = "Test String.\n"; char* p = arr; while (*p) { if (isupper(*p)) { *p = tolower(*p); } p++; } printf("%s", arr); return 0; }
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