【c语言】字符串函数的模拟实现（二）

strcat的介绍及实现

strcat的作用就是字符串追加，即将一个字符串添加到另一个字符串末尾。

那既然要追加字符串，要怎么找到目标字符串的末尾呢？所以这就要求目标空间中要有'\0'，找到'\0'就是找到末尾了。需要注意的是此函数内部在找末尾时，找的是目标空间中第一个'\0'的位置，然后从此位置开始追加。又开始就要有结束，所以源字符串中也要有'\0'。既然要追加字符串，所以目标空间必须可以被修改。

strcat将源字符串追加到目标字符串末尾，那么目标空间就必须足够大。还有一点需要注意的是，此函数返回的是目标空间首元素地址。

根据上面总结了以下几点：

1. 目标空间要有'\0',（开始追加的地方）
2. 源头字符串中要有'\0'，（追加到此处结束）
3. 目标空间要足够大且可修改

实现方法如下：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
  char* ret = dest;//记录目标字符串首元素地址
  assert(dest && src);
  //1.找到目标空间的'\0'
  while (*dest != '\0')
  {
    dest++;
  }
  //2.拷贝数据
  while (*dest++ = *src++)
  {
    ;
  }
  //3.返回参数
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "hello";
  char* p = "world";
  printf("%s\n",my_strcat(arr1, p));
  return 0;
}

再来思考这么一个问题：如果用strcat自己给自己追加会发生什么，如下：

my_strlen(arr1,arr1);

仔细分析一下会发现，当找到目标空间的'\0'时，源字符串就会将此'\0'修改，那么在继续追加字符时，由于源字符串和目标空间相同，且'\0'被修改，则此函数就无法结束，从而导致程序崩溃。

strcmp的介绍及实现

strcmp是比较两个字符串的大小关系的函数。

关于比较规则：比较的是两个字符串中对应位置上的字符，一开始比较的则是两个字符串的首元素所对应的字典序。如果两个所对应的字典序不同，则会继续比较，直到比较到两个不同的字符或是找到了'\0'。如果比较的结果是：

1. str1 > str2，则返回大于0的数；
2. str1 = str2，则会返回0，这里的相等是直至字符串末尾都相等；
3. str1 < str2，则会返回小于0的数

关于函数参数：strcmp返回值是一个整形，接收的参数是两个字符串的地址，而此地址指向的地址是不可修改的，所以用const修饰。

模拟实现如下：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
  assert(str1 && str2);
  while (*str1 == *str2)
  {
    //判断字符串是否结束
    if (*str1 == '\0')
      return 0;
    str1++;
    str2++;
  }
  //比较对应值
  if (*str1 > *str2)
    return 1;
  else
    return -1;
  //此处也可以直接用两值的差作为返回值
  //即：return *str1 - *str2;
}
int main()
{
  char arr1[] = "abcdef";
  char arr2[] = "abc";
  int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
  printf("%d\n", ret);
  return 0;
}

小结

通过上面介绍的strcat，strcmp这两个函数，及在 字符串函数的模拟实现中介绍的strcmp函数，我们发现这些都是长度不受限制的字符串函数。因为这个特点，所以我们在使用时存在一些安全性的问题，这就要求我们在使用时要格外的小心，防止发生包括但不限于越界访问，死循环导致的程序崩溃等问题。

所以c语言也引入了如strncpy，strncat，strncmp等长度受限制的字符串函数，下面我会对这些函数一一介绍。

strncpy的介绍及实现

strncpy就是拷贝num个字符从源字符串到目标空间。

在使用时当然还有一些细节要注意：

1. 当要拷贝的字符个数num大于源头字符串的的长度时，会在目标空间继续拷贝'\0'直至达到num个；
2. 如果num小于源字符串的话，strncpy并不会在目标空间多拷贝一个'\0'表示结束；
3. 相较于strcpy，strncpy多了一个参数类型为size_t的参数，这就是需要拷贝的字符的个数。

strncpy模拟实现图解：

模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>

char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
  char* ret = dest;
  assert(dest && src);
  //拷贝源字符串中的字符到目标空间，记录剩下需要拷贝的字符，直到num为0或源字符串结束
  while (num && (*dest++ = *src++))
    num--;
  //判断拷贝是否结束，如果没有继续拷贝num个'\0'
  if (num)
    while (--num)
      *dest++ = '\0';
  return ret;
}
int main()
{
  char arr1[20] = "hello world";
  char arr2[] = "love";
  printf("%s\n", my_strncpy(arr1, arr2, 4));
  return 0;
}