字符函数·字符串函数·C语言内存函数
- 1.字符分类函数
- 2. 字符转换函数
- 3. `strlen`的使用和模拟实现
- 4.`strcpy`的使用和模拟实现
- 5.`strcat`的使用和模拟实现
- 6.`strcmp`的使用和模拟实现
- 7.`strncpy`的模拟和实现
- 8.strncat的实现和模拟实现
- 9.`strncmp`函数使用
- 10.strstr的使用和模拟实现
- 11.`strtok`函数使用
- 12.`strerror`函数的使用
- 13.memcpy函数的使用和模拟实现
- 14.`memmove`使用和模拟实现
- 15.`memset`函数的使用
- 16.`memcmp`函数的使用
1.字符分类函数
- C语言中有一系列函数专门用来做字符的分类，用于对单个字符进行各种分类测试，也就是一个字符是属于什么类型的字符的，。这些函数通常用于检查字符是否属于特定的类别，如字母、数字、标点符号等。这些函数的使用通常需要包含头文件
<ctype.h>。
| 函数 | 如果它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 |
| 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 |
这些函数的使用方法类似，比如isupper：
int isupper(int a)
isupper能判断参数部分的a是否是大写字母。我们可以通过返回值来判断是否为大写字母，如果返回值为非零的数则为大写字母，否则返回0。
- 例如：写一个代码将字符串中的大写字母转小写，其他字符不变。
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
int i = 0;
char str[] = "Lyz and Fzy!\n";
char c;
while (str[i])
{
c = str[i];
if (isupper(c))
c += 32;
putchar(c);
i++;
}
return 0;
}
2. 字符转换函数
- C语言中提供了2个字转换函数:
int tolower(int c);//将参数传进去的大写字母转小写
int toupper(int c);//将参数传进去的小写字母转大写
刚刚我们写的大小写转换的代码是用+32完成的，有了字符转换函数，就可以直接使用tolower:
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
int i = 0;
char str[] = "Lyz and Fzy!\n";
char c;
while (str[i])
{
c = str[i];
if (isupper(c))
c = tolower(c);
putchar(c);
i++;
}
return 0;
}
3. strlen的使用和模拟实现
- 功能：统计
\0之前的的字符个数（字符串中必须要有\0）；
函数原型：
size_t strlen (const char * str);
- 字符串以
\0作为结束的标志，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以
\0结束； - 注意函数的返回值是
size_t是无符号的； strlen使用需要包含头文件<string.h>;
strlen的使用：
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char str[] = "lyz and fzy!";
size_t length;
// 使用 strlen 计算字符串的长度
length = strlen(str);
// 输出字符串的长度
printf("%s: %zu\n", str, length);
// 注意：strlen 不包括字符串末尾的空字符 '\0'
return 0;
}
strlen的模拟实现（三种）：
//方式一(计数器方式）：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char* arr)
{
assert(arr != NULL);
int count = 0;
while (*arr != '\0')
{
count++;
arr++;
}
return count;
}
int main()
{
char arr[] = "abcdefghijk";
int ret = my_strlen(arr);
printf("%d\n",ret);
return 0;
}
//方式二：不创建临时变量计数器（递归）
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char* arr)
{
assert(arr != NULL);
if (*arr == '\0')
{
return 0;
}
else
return 1 + my_strlen(arr + 1);
}
int main()
{
char arr[] = "abcdefghijk";
int ret = my_strlen(arr);
printf("%d\n",ret);
return 0;
return 0;
}
//方法三：指针-指针
#include<stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char* arr)
{
assert(arr != NULL);
char* p = arr;
while (*p != '\0')
p++;
return p - arr;
}
int main()
{
char arr[] = "abcdefghijk";
int ret = my_strlen(arr);
printf("%d\n",ret);
return 0;
}
4.strcpy的使用和模拟实现
- 功能：字符串的拷贝，将源字符串（包括其终止的空字符 ‘\0’）复制到目标字符数组中；
char* strcpy(char * destination,const char * source);destination是一个指向目标字符数组的指针，该数组必须足够大，以容纳源字符串source的内容及其终止的空字符 ‘\0’。source是一个指向源字符串的指针。strcpy函数将source指向的字符串复制到destination指向的位置，并返回destination的指针。复制过程包括源字符串的所有字符，直到遇到源字符串的终止符\0，并将这个终止符也复制到目标字符串中。
- 使用需要包含头文件
<string.h>; - 源字符串必须以
\0结尾； - 它会将源字符串的
\0拷贝到目标空间中； - 目标空间必须足够大，确保有足够大的内存存放源字符串；
- 目标空间必须是可以修改的；
strcpy的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char src[] = "lyz and fzy!";
char dest[50]; // 确保目标数组足够大，以容纳源字符串及其终止符
// 使用 strcpy 复制字符串
strcpy(dest, src);
// 输出复制后的目标字符串
printf("%s\n", dest);
// 注意：如果目标数组 dest 不够大，strcpy 会导致缓冲区溢出，这是非常危险的。
// 在实际编程中，应确保目标数组有足够的空间来存储源字符串及其终止符。
return 0;
}
这里定义了一个源字符串 src 和一个足够大的目标字符数组 dest。然后，我们使用 strcpy 函数将 src 复制到 dest 中。最后，我们打印出复制后的目标字符串 dest。
值得注意的是，strcpy 不会检查目标数组 dest 的大小是否足以容纳源字符串 src 及其终止的空字符。如果目标数组太小，就会发生缓冲区溢出，这可能会导致程序崩溃。因此，在使用 strcpy 时，一定要确保目标数组有足够的空间。
为了避免缓冲区溢出，可以使用 strncpy 函数，它允许你指定一个最大字符数来限制复制的字符数量。但是，使用 strncpy 时也要注意正确处理字符串的终止符。
strcpy的模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* destination, const char* source)
{
assert(destination != NULL);
assert(source != NULL);
char* ret = destination;
while (*destination++ = *source++)
;
return ret;
}
int main()
{
char arr1[] = "Hello fzy!";
char arr2[20] = "ooooooooooooooooooo";
int ret = my_strcpy(arr2, arr1);
printf("%s\n",arr2);
return 0;
}
5.strcat的使用和模拟实现
- 功能：用于将两个字符串连接（追加拼接）起来；
char * strcat ( char * destination, const char * source );destination是一个指向目标字符数组的指针，该数组必须已经包含一个以空字符\0结尾的字符串。函数会将source字符串连接到这个字符串的末尾。source是一个指向源字符串的指针，该字符串将被添加到destination字符串的末尾。
strcat 函数会找到 destination 字符串的末尾（即空字符 \0的位置），然后将 source 字符串的字符逐个复制到 destination 字符串的末尾，并在复制完成后在拼接后的字符串末尾添加一个新的空字符 \0。
- 源字符串必须以
\0结束； - 目标字符串也得有
\0，否则无法得知是从哪里开始追加的； - 目标空间必须足够大，以至于容纳下源字符串的内容；
- 目标空间保证可以修改
strcat的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char dest[100] = "lyz and ";
char src[] = "fzy!";
// 确保目标数组 dest 足够大，以容纳拼接后的字符串及其终止符
// 使用 strcat 连接字符串
strcat(dest, src);
// 输出拼接后的目标字符串
printf("%s\n", dest);
// 注意：如果目标数组 dest 初始内容之后的剩余空间不足以容纳源字符串 src，strcat 会导致缓冲区溢出
// 应确保目标数组有足够的剩余空间来存储源字符串及其终止符。
return 0;
}
这里定义了一个目标字符串 dest 和一个源字符串 src。然后，使用 strcat 函数将 src 添加到 dest 的末尾。最后打印出拼接后的目标字符串 dest。
同样值得注意的是，strcat 不会检查目标数组 dest 是否还有足够的空间来容纳源字符串 src 及其终止的空字符。如果目标字符串的剩余空间不足以容纳源字符串，就会发生缓冲区溢出。因此，在使用 strcat 时，一定要确保目标数组有足够的剩余空间。
strcat的模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* destination, const char* source)
{
assert(destination != NULL);
assert(source != NULL);
char* ret = destination;
while (*destination != '\0')
destination++;
while (*destination++ = *source++)
;
return ret;
}
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "fzy!";
int ret = my_strcat(arr1, arr2);
printf("%s\n",arr1);
return 0;
}
6.strcmp的使用和模拟实现
- 功能：比较两个字符串内容，并根据比较结果返回一个整数；
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );- 如果
str1和str2相等（即内容完全相同），则返回0。 - 如果
str1大于str2，则返回整数。 - 如果
str1小于str2，则返回负数。
- 如果
- 比较两个字符串：比较两个字符串在对应位置上
ASCII码值的大小；
strcmp的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char str1[] = "lyz";
char str2[] = "fzy";
char str3[] = "lyz";
if (strcmp(str1, str2) == 0) {
printf("str1和str2相等\n");
}
else {
printf("str1和str2不相等\n");
}
if (strcmp(str1, str3) == 0) {
printf("str1和str3相等\n");
}
else {
printf("str1和str3不相等\n");
}
return 0;
}
注意：strcmp是区分大小写的；
strcmp的模拟实现：
include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
int my_strcmp(const char* arr1, const char* arr2)
{
assert(arr1 && arr2);
while (*arr1 == *arr2)
{
if (*arr1 == '\0')
return 0;
arr1++;
arr2++;
}
return *arr1 - *arr2;
}
int main()
{
char arr1[] = "abvdef";
char arr2[] = "asdfgh";
int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
printf("%d\n",ret);
return 0;
}
7.strncpy的模拟和实现
- 功能：长度受限制的将一个字符串（源字符串）复制到另一个字符串（目标字符串）中；
- 函数原型：
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );destination：指向目标字符串的指针，即想要将源字符串复制到的位置。source：指向源字符串的指针，即想要复制的字符串。num：要复制的字符的最大数量。
- 拷贝
num个字符从源字符串到目标空间中； - 如果源字符串的长度小于
num,则拷贝完源字符串后，在目标后追加0,直到num个；
strncpy的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char src[] = "Hello, World!";
char dest[20];
strncpy(dest, src, 5);
dest[5] = '\0'; // 确保目标字符串正确终止
printf("源字符串: %s\n", src);
printf("目标字符串（目的地）: %s\n", dest);
return 0;
}
strncpy的模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncpy(char* destination, const char* source, size_t num)
{
assert(source && destination);
char* ret = destination;
for (int i = 0; source[i] != '\0' && i < num; i++)
{
destination[i] = source[i];
}
destination = '\0';
return ret;
}
int main()
{
char arr1[200] = "Hello!fzy";
char arr2[] = "WWM";
char* ret = my_strncpy(arr1, arr2,3);
printf("%s\n",arr1);
return 0;
}
8.strncat的实现和模拟实现
- 功能：常速受限制的将一个字符串（源字符串）的前n个字符追加到另一个字符串（目标字符串）的末尾；
- 函数原型：
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );- 将
source指向字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，再追加一个\0字符。 - 如果
source指向的字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中到\0的内容追加到destination指向的字符串末尾；
- 将
strncat的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char dest[50] = "lyz and ";
const char *src = "fzy";
size_t n = 3; // 追加前3个字符
strncat(dest, src, n);
printf("Result: %s\n", dest);
return 0;
}
strncat的模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
char* ret = dest;
while (*dest)
{
dest++;
}
for (int i = 0; src[i] != '\0' && i < num; i++)
{
dest[i] = src[i];
}
dest = '\0';
return ret;
}
int main()
{
char arr1[20] = "hello!";
char arr2[] = "lyz fzy";
char* ret = my_strncat(arr1, arr2, 7);
printf("%s\n",arr1);
return 0;
}
9.strncmp函数使用
- 功能：用于比较两个字符串的前n个字符是否相等；
- 函数原型：
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );- 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num个字符，如果提前发现不一样，就提前结束，则大的字符所在的字符串大于另一个。如果num个字符都相等返回0；
strncmp的使用：
- 比较
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[] = "abqdefghi";
int ret = strncmp(arr1, arr2, 2);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
10.strstr的使用和模拟实现
- 功能：在一个字符串中查找另一个字符串是否存在
- 函数原型：
char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );- 函数返回字符串str2在字符串str1中出现的位置
- 字符串的比较匹配不包含
\0字符，以\0作为结束标志；
strstr的使用：
#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);
printf("%s\n", str);
return 0;
}
```strstr`的模拟实现：
#include <stdio.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
const char* s1 = NULL;
const char* s2 = NULL;
const char* cur = str1;
if (*str2 == '\0')
{
return (char *)str1;
}
while (*cur)
{
s1 = cur;
s2 = str2;
while (*s1 != '\0'&& *s2 != '\0' && * s1 == *s2)
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
{
return (char*)cur;
}
cur++;
}
return NULL;
}
int main()
{
char arr1[] = "hello fzy yyds!";
char arr2[] = "fzy";
char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
if (ret == NULL)
{
printf("找不到！");
}
else
{
printf("%s\n", ret);
}
return 0;
}
11.strtok函数使用
- 功能：将分隔符分开的的东西提取出来；
- 函数原型：
char * strtok ( char * str, const char * sep );sep参数指向一个字符串，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个或者多个有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，并以\0结尾，返回一个标记这个函数的指针（返回其实地址）；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；
strtok函数的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr[] = "lyz@fzy.com";
char* sep = "@.";
char* str = NULL;
for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
{
printf("%s\n", str);
}
return 0;
}
12.strerror函数的使用
- 功能：把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回。
strerror的使用通常需要包含头文件<error.h>，在不同的系统和C语言标准库的实现里面都规定了一些错误码。- C语言程序启动时就会使用一个全面的变量
errno来记录程序的当前的错误码，只不过程序启动时errno是0，表示没有错误，当我们使用标准库里的函数时发生了某种错误，就会将对应的错误码存放在errno中，而错误码都用对应的错误信息。所以strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
//打印0~10这些错误码对应的信息
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i <= 10; i++) {
printf("%s\n", strerror(i));
}
return 0;
}
例如：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{
FILE * pFile;
pFile = fopen ("unexist.ent","r");
if (pFile == NULL)
printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
return 0;
}
fopen以读的形式打开文件，如果文件不存在，则打开失败。
perror函数，可以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，在打印一个冒号和空格，在打印错误信息。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{
FILE * pFile;
pFile = fopen ("unexist.ent","r");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file unexist.ent");
return 0;
}
13.memcpy函数的使用和模拟实现
- 功能：对内存块进行拷贝；
- 函数原型：
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指向的内存位置； - 这个函数在遇到
\0的时候不会停下来； - 如果
source和destination有任何的重叠部分，复制的结果都是未定义的；
memcpy的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char source[] = "lyz and fzy!";
char destination[20];
// 使用 memcpy 复制字符串到 destination
memcpy(destination, source, strlen(source) + 1); // +1 是为了复制字符串末尾的空字符 '\0'
// 输出 destination 中的内容
printf("%s\n", destination);
return 0;
}
memcpy的模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
assert(dest && src);
void* ret = dest;
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[20] = "fzy";
char arr2[] = "lyz";
my_memcpy(arr1, arr2, 3);
printf("%s\n",arr1);
return 0;
}
14.memmove使用和模拟实现
- 功能：将一块内存区域的内容移动到另一块内存区域中；
- 函数原型：
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num ); - 和
memcpy的差别在于memmove函数处理的源内存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，就需要使用
memmove函数处理；
memmove的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
memmove(arr1 + 2, arr1, 20);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
memmove的模拟实现：
#include <stdio.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dest;
if (dest < src)
{
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else
{
dest = (char*)dest + num - 1;
src = (char*)src + num - 1;
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest - 1;
src = (char*)src - 1;
}
}
}
int main()
{
char arr[200] = "lyz like fzy!";
my_memmove(arr + 9, arr, 3);
printf("%s\n",arr);
return 0;
}
15.memset函数的使用
- 功能：将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容；
- 函数原型：
void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );
memset使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[] = "lyz and fzy!";
memset(str, 'x', 3);
printf(str);
return 0;
}
16.memcmp函数的使用
- 功能：完成内存的比较
- 函数原型：
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num ); - 比较
ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节； - 返回值：
memcmp的使用：
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
int arr2[] = { 1,2,3,4,8,8,8 };
int ret = memcmp(arr1, arr2, 20);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
