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『C语言进阶』字符函数和内存函数（1）

2023-12-11 59
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简介： 『C语言进阶』字符函数和内存函数（1）

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串中。

字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数。

今天我们将学习有关库函数以及模拟实现，在此之前必须要了解这两个const关键字和assert库函数

  1. const关键字
    const详解
  2. assert函数
    函数名:断言函数
    头文件:
#include<assert.h>
  1. 作用:
    判断参数表达式的真假,如果为假就会终止程序,打印错误信息。
    对于程序员这是一个非常友好的函数,可以减少出错的可能性,由于会返回错误到具体的哪一行,也就省去了调试的成本。
    assert()中的参数表达式为真时,什么也不会发生,在release版本中,assert会被优化掉。

一、strlen函数

1.1 函数认识

函数功能:

strlen函数的功能是用于计算字符串的长度(输入字符串首地址,返回字符串长度)

头文件：

#include<string.h>

返回值：

字符串’\0’之前的字符个数(不包括’\0’）

strlen函数的使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr[]="abcdef";
    int len=strlen(arr);
  printf("字符串长度%d", len);
  return 0;
}

1.2 注意事项

  • 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’ ，如果字符串没有包含’\0’,就会接续往后寻找,直到遇到’\0’,即产生随机值
  • 函数的返回值为size_t，是无符号的（易错）
  • 库函数strlen的返回值是size_t，所以strlen不能用于加减:strlen(“abc”)-strlen(“abcdefg”)结果是一个size_t类型的数，不会是-4（可以用强制转换解决）

1.3 模拟实现

//模拟实现strlen
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
size_t my_strlen1(const char* str)//方法一:计数法
{
  assert(str);
  int count = 0;
  while (*str++)
  {
    count++;
  }
  return count;
}
size_t my_strlen2(const char* str)//方法二:递归方式实现
{
  assert(str);
  if (*str != '\0')
  {
    return 1 + my_strlen2(str + 1);
  }
  return 0;
}
size_t my_strlen3(const char* str)//方法三:指针-指针
{
  assert(str);
  char* ret = str;
  while (*ret)
  {
    ret++;
  }
  return ret - str;
}
int main()
{
  char arr[] = { "abcdefg" };
  printf("%d\n", my_strlen1(arr));
  printf("%d\n", my_strlen2(arr));
  printf("%d\n", my_strlen3(arr));
  return 0;
}

二、strcpy函数

2.1 函数认识

函数功能：

拷贝字符串:将源字符串拷贝到目标空间

头文件：

#include<string.h>

返回值：

拷贝完成后的目标空间地址

strcpy函数的使用：

#include<stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr1[20] =  "xxxxxxxxxxxxxxx" ;
  char arr2[] = "hello csdn" ;
  printf("%s", strcpy(arr1, arr2));
  return 0;
}

2.2 注意事项

  • 源字符串必须以’\0’结束，没有’\0’拷贝无法停止
  • 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串(strlen是不管目标空间可不可以放进去)
  • 目标空间可以被修改
  • 拷贝字符串时，'\0’也会被拷贝
  • 可以用const修饰源字符串，使源字符串不能被修改

2.3 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy1(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (*src != '\0')
  {
    *dest = *src;
    dest++;
    src++;
  }
  *dest = *src;
  return ret;
}
char* my_strcpy2(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);
  char* ret = dest;
  while (*dest++ = *src++)
  {
    ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[] = { "hello csdn!" };
  char arr2[20] = { "xxxxxxxxxxxxxxxxxx" };
  char* p = NULL;
  printf("%s\n", my_strcpy1(arr2, arr1));
  printf("%s\n", my_strcpy2(arr2, arr1));
  return 0;
}

三、strcat函数

3.1 函数认识

函数功能：

将源字符串(source)的副本(复制一份)追加到目标字符串(destination)。目标中的终止空字符(‘\0’)被源字符串的第一个字符覆盖，并且在目标中由两者串联形成的新字符串的末尾包含一个空字符(‘\0’)。

头文件：

#include<string.h>

strcat函数的使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr1[20] = "HELLO ";
  char arr2[] = "CSDN!";
  strcat(arr1,arr2);
  printf("%s", arr1);
  return 0;
}

3.2 注意事项

  • 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
  • 目标空间可以被修改
  • 目的地和来源不可重叠，简单来说就是不可自己追加自己,否则不知道什么时候停下来,因为’\0’被改掉了

3.3 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
my_strcat(char* dest, const char* src)
{
  assert(dest && src);//防止传入空指针
  char* ret = dest;
  while (*dest)
  {
    dest++;
  }
  while (*dest++ = *src++)
  {
    ;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "HELLO ";
  char arr2[] = "CSDN!";
  my_strcat(arr1,arr2);
  printf("%s", arr1);
  return 0;
}

四、strcmp函数

4.1 函数认识

函数功能：

将字符串 str1 与 字符串 str2 进行比较。

此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续向后比较，直到字符不同或达到终止空字符。

头文件：

#include<string.h>

返回值：

返回值 意义
<0 第一个不匹配的字符的str1的值小于str2中的值
0 两个字符串的内容相等
>0 第一个不匹配的字符的str1的值大于str2中的值

strcmp函数的应用：

#define MAX 3
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char password[] = "092755";
  char input[20];
  for (int i = 1; i <= MAX; i++)
  {
    printf("请输入密码:>", i);
    scanf("%s", input);
    if (strcmp(password, input) == 0)
    {
      printf("恭喜你,密码正确!!!");
      break;
    }
    else
    {
      printf("很遗憾,密码错误\n");
      if (i == MAX)
        printf("你没有机会了");
      else
          printf("你还有%d次机会\n", MAX - i);
    }
  }
  return 0;
}

4.2 注意事项

此函数执行字符的二进制比较,实际比较的是字符的ASCII码值,并不是按长度比较，而是比较第一次出现不同字符的大小

在vs编译器下,

第一个字符串大于第二个字符串,返回1;

第一个字符串相等第二个字符串,返回0;

第一个字符串小于第二个字符串,返回-1;

而与库函数本身有点小的差别,库函数要求返回>0 0和<0的数即可

4.3 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#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;
  }
}
int main()
{
  char arr1[] = "abcde";
  char arr2[] = "abc";
  int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

五、strncpy函数

5.1 函数认识

strncpy函数相较于strcpy函数多了一个参数size_t num

函数功能：

拷贝num个字符从源字符串到目标空间

头文件：

#include<string.h>

strncpy函数的应用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr1[20] = "abcdef";
  char arr2[] = "xxxxxxxx";
    strncpy(arr1, arr2, 3)；
  printf("%s\n",arr1 );
  return 0;
}

5.2 注意事项

如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后面追加’\0’，直到num个

5.3 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
char* my_strncpy(char* dest, const char* src, int num)
{
  assert(dest && src);
  char* s = dest;
  int i = 0;
  for (i = 0; i < num; i++)
  {
    *dest++ = *src++;
  }
  return s;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "abcdef";
  char arr2[] = "xxxxxxxx";
  printf("%s\n", my_strncpy(arr1, arr2, 3));
  return 0;
}

六、strncat函数

6.1 函数认识

函数功能：

将源字符串的num个字符连接到目标字符串后面

头文件：

#include<string.h>

strncat函数的应用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr1[20] = "hello";
  char arr2[] = "wordasdd";
  strncat(arr1, arr2, 4);
  printf("%s\n", arr1);
  return 0;
}

6.2 注意事项

如果源字符串的长度大于num，则追加num个源字符串之后，再在后面加一个’\0’

如果源字符串的长度小于num，则追加完源字符串之后，再在后面加一个’\0’就可以了

6.3 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
char* my_strncat(char* dest, const char* src, int num)
{
  assert(dest && src);
  char* s = dest;
  while (*dest)
  {
    dest++;
  }
  while (num--)
  {
    *dest++ = *src++;
  }
  return s;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "hello ";
  char arr2[] = "wordasdaf";
  printf("%s\n", my_strncat(arr1, arr2, 4));
  return 0;
}

七、strncmp函数

7.1 函数认识

函数认识：

比较前num个字符的大小

头文件：

#include<string.h>

返回值：

返回值 表明
<0 不匹配的第一个字符在str1中的值低于str2中的值
0 两个字符串的内容相等
>0 第一个匹配的字符在str1中的值大于str2中的值

strncmp函数的应用：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  char arr1[] = "abcde";
  char arr2[] = "abc";
  int ret = strncmp(arr1, arr2, 3);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

7.2 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
int my_strncmp(const char* dest, const char* src, int num) 
{
  int ret = 0;
  assert(dest != NULL);
  assert(src != NULL);
  while (!(ret = *(unsigned char*)src - *(unsigned char*)dest) && *dest) 
    {
    ++dest;
    ++src;
  }
  if (ret < 0) 
    {
    ret = 1;
  }
  else if (ret > 0) 
    {
    ret = -1;
  }
  return ret;
}
int main() 
{
  char arr1[20] = "abcde";
  char arr2[]= "abcdf";
  printf("%d\n", my_strncmp(arr1, arr2, 4));
  return 0;
}

八、strstr函数

8.1 函数认识

函数功能：

在str1中找str2第一次出现的位置

返回值：

指向str1中指定的整个字符序列在str2中首次出现的指针，如果序列在str1中不存在，则为null指针。

头文件：

#include<string.h>

strstr函数的应用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr1[] = "abcdsfr";
  char arr2[] = "cdse";
  char* ret = strstr(arr1, arr2);
  if (ret != NULL)
    printf("%s\n", ret);
  else
    printf("找不到\n");
  return 0;
}

8.2 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
    assret(str1&&str2);
    if(*str2 == '\0')
    {
        return (char*)str1;
    }
  char* cp = str1;
  char* s1 = cp;
  char* s2 = str2;
  while (*cp)
  {
    s1 = cp;
    s2 = str2;
    while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
    {
      s1++;
      s2++;
    }
    if (*s2 == '\0')
      return (char*)cp;
    cp++;
  }
    return NULL;
}
int main() 
{
  char arr1[] = "abcdsfr";
  char arr2[] = "cdse";
  char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
  if (ret != NULL)
    printf("%s\n", ret);
  else
    printf("找不到\n");
  return 0;
}

本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获，同时也感谢各位铁汁们的支持。文章有任何问题可以在评论区留言，小羊一定认真修改，写出更好的文章~~

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C语言字符
C语言函数
C语言内存
内存函数
字符内存
小羊失眠啦.
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