C语言常见字符函数和字符串函数精讲-阿里云开发者社区

引言

在C语言编程中，字符函数和字符串函数是处理文本数据不可或缺的工具。本文将详细介绍这两类函数的定义、功能、使用方法，并通过示例代码帮助读者更好地理解和应用这些函数。

一、字符函数

字符函数通常位于ctype.h头文件中，它们对单个字符进行操作，判断字符的类型或转换字符。

1.字符分类函数

字符分类函数

函数	如果参数符合下列条件则返回真
iscntrl	控制字符:换页‘\f’,换行'\n',回车‘\r’,制表符'\t',垂直制表符'\v’等
isspace	空白字符:空格‘ ’,换页‘\f’,换行'\n',回车‘\r’，制表符'\t',垂直制表符'\v'等
isdight	十进制数字0~9
isxdight	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

使用示例：

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似，我们这里就以一个为例，其他的⾮常类似：

int islower ( int c );//判断字符是否为小写字母
//通过返回值来说明是否是⼩写字⺟
//如果是⼩写字⺟就返回⾮0的整数，如果不是⼩写字⺟，则返回0

写一个代码，将字符串中的小写字母转大写：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
  int i = 0;
  char str[] = "i love China\n";
  char c;
  while (str[i])
  {
    c = str[i];
    if (islower(c))
      c -= 32;
    putchar(c);
    i++;
  }
  return 0;
}

输出：

2.字符转换函数

tolower(int ch);//将大写字母转换为小写。
toupper(int ch);//将小写字母转换为大写。

使用示例：上⾯的代码，我们将⼩写转⼤写，是-32完成的效果，有了转换函数，就可以直接使⽤ tolower函数。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
  int i = 0;
  char str[] = "i love China\n";
  char c;
  while (str[i])
  {
    c = str[i];
    c=toupper(c);//这里直接使用函数来转换
    putchar(c);
    i++;
  }
  return 0;
}

输出：

二、字符串函数

字符串函数通常位于<string.h>头文件中，它们对以null字符结尾的字符串进行操作。

1.gets、puts

gets、puts的头文件为<stdio.h>。其余均为<string.h>。

puts函数原型：

int puts(const char *str);

参数：

str:指向要输出的以空字符 \0 结尾的字符串的指针。

功能：

puts 函数将 str 指向的字符串输出到标准输出，并在字符串末尾自动添加一个换行符 \n。它不会在字符串中查找或输出任何嵌入的换行符。

返回值：

成功：如果输出成功，puts 返回一个非负值。

失败：如果发生错误，puts 返回 EOF（通常定义为 -1）。

使用示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char str[20];
  printf("输入：\n");
  gets(str);
  printf("输出：\n");
  puts(str);
  return 0;
}

运行结果：

2.strlen

函数原型：

size_t strlen(const char *s);

参数：

s:指向要计算长度的字符串的指针。(必须是一个以空字符'\0'结尾的字符串）

功能：

strlen统计的是从该函数的参数 str 中这个地址开始向后，'\0' 之前字符串中字符的个数。(strlen 函数会⼀直向后找'\0'字符，直到找到为⽌，所以可能存在越界查找)

返回值：

返回一个 size_t 类型的值，表示字符串中的字符数。（不包括空字符'\0'）

使用示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char* str = "Hello World";
  printf("%d", strlen(str));
  return 0;
}

运行结果：

3.strcpy

函数原型:

char *strcpy(char *dest, const char *src);

参数:

dest: 目标字符串的地址，它应该有足够的空间来容纳源字符串和空字符'\0'。

src: 源字符串的地址，源字符串必须要以'\0'结束。

功能:

strcpy 函数将源字符串复制到目标字符串中，并在目标字符串末尾添加空字符'\0'。

返回值:

返回 dest 指针，指向目标字符串的第一个字符。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char src[] = "Hello, World!";
    char dest[20]={0};
    strcpy(dest, src);
    printf("Copied string: %s\n", dest);
    return 0;
}

运行结果：

4.strncpy

strncpy用法类似strcpy函数，不过它指定了要复制的最大字符数，从而可以避免缓冲区溢出的风险。

函数原型：

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);

参数：

dest: 目标字符串的地址，它应该有足够的空间来容纳源字符串的一部分和空字符'\0'

src: 源字符串的地址，源字符串必须要以'\0'结束。

n: 要复制的字符数。

功能：

strncpy 函数将源字符串 src 的前 n 个字符复制到目标字符串 dest 中。如果源字符串的长度小于 n，则 dest 中的剩余字符会被填充为空字符'\0'。如果源字符串的长度大于或等于 n，strncpy 只会复制前 n 个字符，而不会复制源字符串中的空字符'\0'。

返回值：

返回 dest 指针，指向目标字符串的第一个字符。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char src[] = "Hello, World!";
    char dest[20] = {0};
    // 指定要复制的字符数为5
    strncpy(dest, src,5);
    // 打印结果
    printf("Copied string: %s\n", dest);
    return 0;
}

运行结果：

5.strcat

函数原型：

char *strcat(char *dest, const char *src);

参数：

dest: 目标字符串的地址，它应该有足够的空间来容纳源字符串和空字符'\0'。

src: 源字符串的地址。

功能：

strcat 函数将源字符串 src 的内容追加到目标字符串 dest 的末尾，直到遇到源字符串中的空字符'\0'为止。然后，它会在目标字符串末尾添加一个空字符'\0'，以表示字符串的结束。

返回值：

返回 dest 指针，指向目标字符串的第一个字符。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  char dest[20] = "Hello, ";
  char src[] = "World!";
  strcat(dest, src);
  printf("Concatenated string: %s\n", dest);
  return 0;
}

运行结果：

6.strncat

strncat用法类似strcat函数，不过它指定了要拼接的最大字符数，从而可以避免缓冲区溢出的风险。

函数原型：

char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);

参数：

dest：指向目标字符串的指针，该字符串必须足够大，以容纳拼接后的字符串，包括结尾的空字符 \0。

src：指向源字符串的指针，即要追加的字符串。

n：表示从 src 中最多复制多少个字符到 dest 中。

功能：

strncat 函数的功能是将 src 指向的字符串的前 n 个字符（不包括空字符 \0）追加到 dest 指向的字符串的末尾，并在结果字符串的末尾自动添加一个空字符 \0。如果 src 中的字符数少于 n，则 strncat 会复制整个 src 字符串。

返回值：

函数返回一个指向目标字符串 dest 的指针。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  char dest[20] = "Hello, ";
  const char src[] = "World!!!!";
  // 使用strncat函数追加字符串
  strncat(dest, src, 5); // 只追加"World"（5个字符）和空字符
  // 打印结果
  printf("The concatenated string is: '%s'\n", dest);
  return 0;
}

运行结果：

7.strcmp

函数原型:

int strcmp(const char *s1, const char *s2);

参数：

s1: 指向要比较的第一个字符串的指针。

s2: 指向要比较的第二个字符串的指针。

功能：

strcmp 函数比较两个以空字符'\0'结尾的字符串 s1 和 s2。比较是基于字符串中字符的 ASCII 值，逐个字符进行，直到遇到不同的字符或到达字符串的结尾（空字符 '\0'）。

返回值：

如果 s1 等于 s2，返回 0。

如果 s1 小于 s2，返回一个小于 0 的值。

如果 s1 大于 s2，返回一个大于 0 的值。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  const char* str1 = "Hello";
  const char* str2 = "World";
  int result = strcmp(str1, str2);
  if (result < 0) {
    printf("'%s' is less than '%s'\n", str1, str2);
  }
  else if (result > 0) {
    printf("'%s' is greater than '%s'\n", str1, str2);
  }
  else {
    printf("'%s' is equal to '%s'\n", str1, str2);
  }
  return 0;
}

运行结果：

8.strncmp

strncmp用法类似strcmp函数，不过它指定了要比较的最大字符数，从而可以避免缓冲区溢出的风险。

函数原型：

int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);

参数：

s1: 指向要比较的第一个字符串的指针。

s2: 指向要比较的第二个字符串的指针。

n: 指定比较的字符数。比较将限于 s1 和 s2 的前 n 个字符。

功能：

⽐较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续往后⽐较，最多⽐较n个字⺟，如果提前发现不⼀样，就提前结束，⼤的字符所在的字符串⼤于另外⼀个。如果num个字符都相等，就是相等返回0。

返回值：

如果 s1 和 s2 的前 n 个字符相等，返回 0。

如果在比较完 n 个字符之前，s1 中的某个字符的 ASCII 值小于 s2 中对应位置的字符的 ASCII 值，返回一个小于 0 的值。

如果在比较完 n 个字符之前，s1 中的某个字符的 ASCII 值大于 s2 中对应位置的字符的 ASCII 值，返回一个大于 0 的值。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  const char* str1 = "Hello";
  const char* str2 = "World";
  int result = strncmp(str1, str2,1);//这里只限定比较一位，即H和W比较ASCII码
  if (result < 0) {
    printf("'%s' is less than '%s'\n", str1, str2);
  }
  else if (result > 0) {
    printf("'%s' is greater than '%s'\n", str1, str2);
  }
  else {
    printf("'%s' is equal to '%s'\n", str1, str2);
  }
  return 0;
}

运行结果：

9.strstr

函数原型:

char *strstr(const char *haystack, const char *needle);

参数:

haystack: 指向要搜索的字符串的指针。

needle: 指向要查找的子字符串的指针。

功能:

strstr 函数在字符串 haystack 中查找子字符串 needle 的第一次出现。搜索是不区分大小写的。

返回值:

如果 needle 是 haystack 的一个子字符串，strstr 返回指向 haystack 中 needle 第一次出现的指针。

如果 needle 不是 haystack 的子字符串，strstr 返回 NULL。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  const char* str = "Hello, world!";
  const char* substr = "world";
  char* pos = strstr(str, substr);
  if (pos) {
    printf("Found '%s' in '%s' at position: %ld\n", substr, str, (long)(pos - str));
  }
  else {
    printf("'%s' not found in '%s'\n", substr, str);
  }
  return 0;
}

运行结果：

10.strchr

函数原型:

char *strchr(const char *s, int c);

参数:

s: 指向要搜索的字符串的指针。

c: 要查找的字符的 ASCII 值。

功能:

strchr 函数在字符串 s 中查找指定字符 c 的第一次出现。搜索不包括终止空字符 '\0'。

返回值:

如果找到指定字符，strchr 返回指向该字符的指针。

如果字符串中没有找到指定字符，strchr 返回 NULL。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  const char* str = "Hello, world!";
  char ch = 'o';
  //strchr 返回指向字符串中第一个 'o' 字符的指针
  char* pos = strchr(str, ch);
  if (pos) {
    printf("Found '%c' in '%s' at position: %ld\n", ch, str, (long)(pos - str));
  }
  else {
    printf("'%c' not found in '%s'\n", ch, str);
  }
  return 0;
}

运行结果：

11.strtok

函数原型:

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

参数:

str: 指向要分解的字符串的指针。在第一次调用时，这个指针应该指向要分解的字符串；在后续调用时，这个指针应该设置为 NULL，以便函数继续从上一次停止的位置开始处理。

delim: 指向包含分隔符的字符串。

功能:

strtok 函数用于将字符串 str 分解成一系列的标记（tokens），这些标记由 delim 参数中定义的分隔符分隔。在第一次调用 strtok 时，它会在找到的第一个分隔符处将字符串 str 替换为一个空字符（'\0'），并返回指向标记的指针。后续调用 strtok 时，应该将第一个参数设置为 NULL，这样函数就会继续处理同一个字符串，从上一次找到的标记结束的地方开始。

返回值:

成功时，strtok 返回指向下一个标记的指针。

如果没有更多的标记，strtok 返回 NULL。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  char str[] = "This is a sample string";
  const char* delimiters = " ,.";
  char* token;
  // 第一次调用，需要传入要分解的字符串
  token = strtok(str, delimiters);
  while (token != NULL) {
    printf("%s\n", token); // 打印当前标记
    token = strtok(NULL, delimiters); // 后续调用，第一个参数为NULL
  }
  return 0;
}

运行结果：

12.strlwr

函数原型:

char *strlwr(char *str);

参数:

str: 指向要转换为小写的字符串的指针。

功能:

strlwr 函数将字符串 str 中的所有大写字母转换为相应的小写字母，其他字符保持不变。

返回值:

strlwr 函数返回一个指向转换后字符串的指针，即它返回的指针与输入的 str 参数相同。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char str[] = "HELLO WORLD!";
    char* lower_str = strlwr(str);
    printf("%s\n", lower_str);
    return 0;
}

运行结果：

13.strupr

函数原型:

char *strupr(char *str);

参数:

str: 指向要转换为大写的字符串的指针。

功能:

strupr 函数将字符串 str 中的所有小写字母转换为相应的大写字母，其他字符保持不变。

返回值:

strupr 函数返回一个指向转换后字符串的指针，即它返回的指针与输入的 str 参数相同。

使用示例：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  char str[] = "hello world!";
  char* upper_str = strupr(str);
  printf("%s\n", upper_str);
  return 0;
}

运行结果：

14.strerror

函数原型：

char *strerror(int errnum);

参数：

errnum: 错误码，是一个整数，通常是从系统调用或库函数中获得的错误码，比如 errno 变量。

功能：

返回一个指向描述错误的字符串的指针。这个字符串对应于 errnum 代表的错误信息。

返回值：

返回一个指向静态缓冲区中描述错误的字符串的指针。如果 errnum 不是有效的错误码，返回 NULL。

在不同的系统和C语⾔标准库的实现中都规定了⼀些错误码，⼀般是放在 errno.h 这个头⽂件中说明的，C语⾔程序启动的时候就会使⽤⼀个全⾯的变量errno来记录程序的当前错误码，只不过程序启动的时候errno是0，表⽰没有错误，当我们在使⽤标准库中的函数的时候发⽣了某种错误，就会讲对应的错误码，存放在errno中，⽽⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是有对应的错误信息的。strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
  int i = 0;
  for (i = 0; i <= 10; i++) {
    printf("%s\n", strerror(i));
  }
  return 0;
}

在Windows11+VS2022环境下输出的结果如下：

使用示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
  FILE* pFile;
    //尝试打开一个不存在的文件
  pFile = fopen("unexist.ent", "r");
  if (pFile == NULL)
    //打印错误信息
    printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
  return 0;
}

运行结果：

15.perror

函数原型：

void perror(const char *s);

参数：

s: 自定义的前缀字符串，用于在错误信息前面添加描述。这有助于更清楚地了解错误上下文。

功能：

打印包含错误信息的字符串。该字符串由 s 和 errno 代表的错误信息组成。错误信息会被输出到标准错误流（stderr）。

返回值：

perror 函数没有返回值，它的作用是直接将错误信息输出到标准错误流。

使用示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
  FILE* pFile;
  //尝试打开一个不存在的文件
  pFile = fopen("unexist.ent", "r");
  if (pFile == NULL)
    //打印错误信息
    perror("Error opening file unexist.ent:");
  return 0;
}

perror函数相当于⼀次将上述代码中的第12⾏完成了，直接将错误信息打印出来。perror函数打印完参数部分的字符串后，再打印⼀个冒号和⼀个空格，再打印错误信息。

总结：

使用strerror时，你需要手动处理和打印错误信息。

使用perror时，错误信息会自动输出到标准错误流，你只需提供一个有意义的前缀。

C语言常见字符函数和字符串函数精讲

引言

一、字符函数

1.字符分类函数

2.字符转换函数

二、字符串函数

1.gets、puts

2.strlen

3.strcpy

4.strncpy

5.strcat

6.strncat

7.strcmp

8.strncmp

9.strstr

10.strchr

11.strtok

12.strlwr

13.strupr

14.strerror

15.perror

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C语言常见字符函数和字符串函数精讲

引言

一、字符函数

1.字符分类函数

2.字符转换函数

二、字符串函数

1.gets、puts

2.strlen

3.strcpy

4.strncpy

5.strcat

6.strncat

7.strcmp

8.strncmp

9.strstr

10.strchr

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