字符函数和字符串函数-阿里云开发者社区

前言

C语言中对字符和字符串的处理很是频繁，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。

本文重点介绍处理字符和字符串的库函数的使用和注意事项。

1. 库函数简介

1.1 strlen

size_t strlen ( const char * str );

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’ )。
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）。
例如：

#include <stdio.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;
}

1.2 strcpy

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

Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including theterminating null character.
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。
目标空间必须可变。

1.3 strcat

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

Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null characterin destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is includedat the end of the new string formed by the concatenation of both in destination.
源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
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

1.4 strcmp

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

This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminatingnull-character is reached.
标准规定：
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

1.5 strncpy

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

Copies the first num characters of source to destination. If the end of the source C string (which is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied, destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it.
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。

1.6 strncat

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

Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.

If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied.

例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str1[20];
  char str2[20];
  strcpy (str1,"To be ");
  strcpy (str2,"or not to be");
  strncat (str1, str2, 6);
  puts (str1);
  return 0;
}

1.7 strncmp

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

比较到出现另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。
例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
   char str[][5] = { "R2D2" , "C3PO" , "R2A6" };
   int n;
   puts ("Looking for R2 astromech droids...");
   for (n=0 ; n<3 ; n++)
   {
     if (strncmp (str[n],"R2xx",2) == 0)
     {
      printf ("found %s\n",str[n]);
     }
   }
   return 0;
}

1.8 strstr

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

Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part ofstr1.
例如：

include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
   char str[] ="This is a simple string";
   char * pch;
   pch = strstr (str,"simple");
   strncpy (pch,"sample",6);
   puts (str);
   return 0;
}

1.9 strtok

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

sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
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。
例如：

#include <stdio.h>
int main()
{
  char *p = "abcdef@123.net";
  const char* sep = ".@";
  char arr[30];
  char *str = NULL;
  strcpy(arr, p);//将数据拷贝一份，处理arr数组的内容
  for(str=strtok(arr, sep); str != NULL; str=strtok(NULL, sep))
  {
    printf("%s\n", str);
  }
}

1.10 strerror

char * strerror ( int errnum );

返回错误码，所对应的错误信息。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>//必须包含的头文件
int main ()
{
  FILE * pFile;
  pFile = fopen ("unexist.ent","r");
  if (pFile == NULL)
    printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n",strerror(errno));
   //errno: Last error number
  return 0;
}

1.11 memcpy

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

函数memcpy从source的位置开始向后复制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。
如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct 
{
  char name[40];
  int age;
} person, person_copy;
int main ()
{
  char myname[] = "Pierre de Fermat";
  // using memcpy to copy string: 
  memcpy ( person.name, myname, strlen(myname)+1 );
  person.age = 46;
  // using memcpy to copy structure: 
  memcpy ( &person_copy, &person, sizeof(person) );
  printf ("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age );
  return 0;
}

1.12 memmove

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

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。
例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[] = "memmove can be very useful......";
  memmove (str+20,str+15,11);
  puts (str);
  return 0;
}

1.13 memcmp

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

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节
返回值如下：

例如：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
  char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
  int n;
  n = memcmp ( buffer1, buffer2, sizeof(buffer1) );
  if (n>0)
    printf ("'%s' is greater than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else if (n<0) 
    printf ("'%s' is less than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else 
    printf ("'%s' is the same as '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  return 0;
}

1.14 memset

void *memset( void *dest, int c, size_t count );

The memset function sets the first count bytes of dest to the character c.
例如：

#include <memory.h>
#include <stdio.h>
void main( void )
{
   char buffer[] = "This is a test of the memset function";
   printf( "Before: %s\n", buffer );
   memset( buffer, '*', 4 );
   printf( "After:  %s\n", buffer );
}

输出：

Before: This is a test of the memset function
After:  **** is a test of the memset function

1.15 字符分类函数

函数	如果他的参数符合下列条件就返回真
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，包括所有十进制数字，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

例如字符转换：

int tolower ( int c );
int toupper ( int c );

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
  int i=0;
  char str[]="Test String.\n";
  char c;
  while (str[i])
  {
    c=str[i];
    if (isupper(c))
    c=tolower(c);
    putchar (c);
    i++;
  }
  return 0;
 }

2. 模拟实现库函数

2.1 模拟实现strlen

方式一

//计数器方式
int my_strlen(const char * str)
{
  int count = 0;
  while(*str)
  {
    count++;
    str++;
  }
  return count;
}

方式二

//不能创建临时变量计数器
int my_strlen(const char * str)
{
  if(*str == '\0')
    return 0;
  else
    return 1+my_strlen(str+1);
}

方式三

//指针-指针的方式
int my_strlen(char *s)
{
   char *p = s;
   while(*p != ‘\0’ )
       p++;
   return p-s;
}

2.2 模拟实现strcpy

//1.参数顺序
//2.函数的功能，停止条件
//3.assert
//4.const修饰指针
//5.函数返回值
//6.题目出自《高质量C/C++编程》书籍最后的试题部分
char *my_strcpy(char *dest, const char*src)
{
  char *ret = dest;
  assert(dest != NULL)
  assert(src != NULL);
  while((*dest++ = *src++))
  {
    ;
  }
  return ret;
}

2.3 模拟实现strcat

char *my_strcat(char *dest, const char*src)
{
  char *ret = dest;
  assert(dest != NULL);
  assert(src != NULL);
  while(*dest)
  {
    dest++;
  }
  while((*dest++ = *src++))
  {
    ;
  }
  return ret;
}

2.4 模拟实现strstr

char *  strstr (const char * str1, const char * str2)
{
  char *cp = (char *) str1;
  char *s1, *s2;
  if ( !*str2 )
    return((char *)str1);
  while (*cp)
  {
    s1 = cp;
    s2 = (char *) str2;
    while ( *s1 && *s2 && !(*s1-*s2) )
      s1++, s2++;
    if (!*s2)
      return(cp);
    cp++;
  }
  return(NULL);
}

2.5 模拟实现strcmp

int my_strcmp (const char * src, const char * dst)
{
    int ret = 0 ;
  assert(src != NULL);
  assert(dest != NULL);
    while( ! (ret = *(unsigned char *)src - *(unsigned char *)dst) && *dst)
        ++src, ++dst;
    if ( ret < 0 )
        ret = -1 ;
    else if ( ret > 0 )
        ret = 1 ;
    return( ret );
}

2.6 模拟实现memcpy

void * memcpy ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
    void * ret = dst;
  assert(dst);
  assert(src);
    // copy from lower addresses to higher addresses
    while (count--) {
        *(char *)dst = *(char *)src;
        dst = (char *)dst + 1;
        src = (char *)src + 1;
   }
    return(ret);
}

2.7 模拟实现memmove

void * memmove ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
    void * ret = dst;
    if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count)) 
    {
        //Non-Overlapping Buffers copy from lower addresses to higher addresses.
        while (count--) 
        {
            *(char *)dst = *(char *)src;
            dst = (char *)dst + 1;
            src = (char *)src + 1;
       }
   }
    else 
    {
        //Overlapping Buffers copy from higher addresses to lower addresses
        dst = (char *)dst + count - 1;
        src = (char *)src + count - 1;
        while (count--) 
        {
            *(char *)dst = *(char *)src;
            dst = (char *)dst - 1;
            src = (char *)src - 1;
       }
   }
    return(ret);
}

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