C语言笔记（字符串函数，字符函数，内存函数）

目录

前言

1.字符串函数

1.1.strlen

1.2.strcpy

1.3.strcat

1.4.strcmp

1.5.strncpy

1.6.strncat

1.7.strncmp

1.8.strstr

1.9.strtok

1.10.strerror

2.字符函数

2.1字符分类函数

2.2字符转换函数

3.内存函数

3.1.mencpy

3.2.memmove

3.3.memcmp

前言

             本文重点叙述字符串函数和内存函数，字符函数的使用简单并且较好理解，顺带一提字符函数。内存函数会列举四个 memcpy,menmove,memcmp,memset,重点放在字符串函数中。学习函数基本作用，并模拟函数是如何实现的，可以更好的理解函数。若有错误，请各位批评指正。

1.字符串函数

1.1.strlen

（1）功能：string length  字符串的长度，函数用来计算字符串的长度 。

（2）使用形式: 

size_t strlen ( const char * str );

从接受的参数指向的地址开始寻找到'\0'之间的字符个数。

1.size_t 为无符号整型

2.const char * str  为字符指针，接收参数必须是字符指针

3.字符串中 '\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' )。

4.所测的字符串中没有'\0',返回值可能为随机值

（3）示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";//创建字符串
	char arr2[6] = {'a','b','c','d','e','f'};
	int ret1= strlen(arr1);
	int ret2 = strlen(arr2);
	printf("%d\n", ret1);
	printf("%d", ret2);
	return 0;
}

        arr2为错误实例，字符串中没有 '\0',因此输出的是随机值，我输出的是22 。

        arr2数组首元素指针为0xxxDBFEA4,字符在内存中存储是他的ASCLL，占一个字节；在内存中'\0'就是以00表示,每行8个字节，在00字节处停止。

示例2

strlen所求出的值是字符串的长度，不可能是负数，返回类型是无符号整型，size_t

下述例子可以看出strlen返回数据类型数无符号整型。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
		printf("正数");
	else
		printf("负数");
	return 0;
}

（4） 模拟实现

        下述有三钟模拟类型，第一种是增加局部变量加加，第二种使用递归的方式，遇到'\0'后就返回，第三种使用指针减指针得到指针的步长（元素的多少）。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//普通方式
int my_strlen1(const char* str)
//const修饰的指针所指向的内容不能通过指针来修改
{
	assert(str);//判断是否为空指针
	int count = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
//递归方式
int my_strlen2(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str != '\0')
		return 1 + my_strlen2(++str);
	else
		return 0;
}
//指针-指针
int my_strlen3(const char* str)
{
	assert(str);
	char* start = str;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
	}
	return str - start;
}

int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen3(arr);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}
1.2.strcpy

（1）功能：Copy string，复制字符串，将一个源（source）字符串复制到另一个目标（destination）字符串中。

（2）使用形式：

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

char * destination     目的地的指针;

const char * source 被复制的字符串的指针，字符串的来源;

char*                        函数的返回值为目的地字符串的指针。

注意：

1.源字符串（source）中必须有'\0'的结束标志，复制会将'\0'复制到目标字符串中；

2.函数会识别到源字符串的'\0'结束 ；

3.目标字符串可以修改（常量字符串是不可以被修改的）；

4.目标空间要足够，避免非法访问

（3）示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char * p = "abcedf";//常量字符串
	char arr2[] = "hello world ";
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

输出 hello world

示例2 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char * p = "abcedf";//常量字符串
	char arr2[] = "hello\0 world ";
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

输出只有hello，因为函数识别到 \0就会停止复制

（4）模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strcpy(char * dest, const char * src)//source简写就是为src
{
	char * ret = dest;
	assert(dest && src);//空指针警告
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char  arr1[20] = { 0 };
	char  arr2[] = "hello world";
	char * ret = my_strcpy(arr1,arr2); 
	printf("%s\n", arr1);

	return 0;
}
1.3.strcat

（1）功能：Concatenate strings  文本连接函数，将源字符串追加到目标字符串的后面

（2）使用形式：

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

函数定义中的字符含义同上。

注意事项

1.源字符串和目标字符串必须含有'\0'结束标志。

2.目标字符串空间够容纳源字符串，且可以修改 没有const修饰

（3）示例1

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

示例2 自身追加（错误示例）

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

字符串追加自身的时候，会将字符串自身的'\0'替换掉，字符串无法停止复制，函数在找到'\0'处结束。

（4）模拟实现

实现思路 ：strcat函数寻找到目标字符串中'\0',然后在此地址开始追加，追加到自身'\0'处结束。

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

（1）功能：Compare two strings 比较两个字符串的大小，大小比较为ASCLL值的大小。

（2）使用形式：

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

1.第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字；
2.第一个字符串等于第二个字符串，则返回0；
3.第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字。

4.在VS环境下，返回值为 1 0 -1，但是其他编辑器不一定。

（3）示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abq";
	int ret1 = strcmp(arr1, arr2);//arr1小于arr2
	printf("%d\n", ret1);

	char arr3[] = "aba";
	int ret2 = strcmp(arr1, arr3);//arr1大于arr3
	printf("%d\n", ret2);

	char arr4[] = "abcdef";
	int ret3 = strcmp(arr1, arr4);//arr1等于arr4
	printf("%d\n", ret3);

	return 0;
}

（4）模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp1(char * str1, const char * str2)
{
	assert(str1&&str2);
	//一个一个比较
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;//相等返回值为0
		str1++;
		str2++;
	}
	if (*str1 > *str2)//大于返回值大于0
		return 1;
	else             //小于返回值小于0
		return -1;
}
int my_strcmp2(char * str1, const char * str2)
{
	assert(str1&&str2);
	//一个一个比较
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;//相等返回值为0
		str1++;
		str2++;
	}
	return str1 - srt2；
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abq";
	char arr3[] = "aba";
	char arr4[] = "abcdef";
	int ret1 = my_strcmp1(arr1, arr3);//arr1小于arr2
	printf("%d\n", ret1);
	return 0;
}

上述是长度不受限制的字符串函数，仅仅靠'\0'来限制函数的比较长度，不安全。

下面三个函数是长度受限制的字符串函数，相对前三个函数是比较安全的。

1.5.strncpy

（1）功能：Copy characters from string， 从字符串中复制字符，复制字符串中num个字符的内容。

（2）使用形式：

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

size_t num  ，无符号整型，num为复制字符的个数

注意：

1.拷贝num个字符从源字符串到目标字符串中；
2.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。

3.不会拷贝到'\0'，只会按照num的个数来拷贝几个字符。

（3）示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "xxxxxxxxxx";
	strncpy(arr2, arr1,6);
    //num等于源字符串长度abcdefxxxx 
	//num小于目标字符串长度 例如5 abcdexxxxx
    //num大于源字符串长度 10 abcdef，剩余位置会补上'\0'，不会输出
	printf("%s", arr2);
	return 0;
}

（4）模拟实现

实现的要求

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strncpy(char * dest, const char * src, int num)
{
	assert(dest&&src);
	char * ret = dest;//返回值的为字符指针的形式
	while (num)
	{
		if (*src == '\0')//当num大于src所有的字符串长度，会将\0复制过去
		{
			*dest++ = '\0';
		}
		else 
		{
		*dest++ = *src++;//复制num小于等于字符串的长度
		}
		num--;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[20];
	char * ret = my_strncpy(arr2, arr1, 10);
	printf("%s", arr2);
	return 0;
}
1.6.strncat

（1）功能：Append characters from string，给字符串附加num个字符。

（2）使用形式：

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

注意：

1.追加num个字符从源字符串到目标字符串中；

2.追加完成后会自动加上'\0'；

3.目标空间足够容纳追加的字符串。

（3）示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "world";
	strncat(arr1, arr2,6);              
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

（4）模拟实现

实现思路;

        1.寻找目标字符的\0位置处

        2.追加字符串；

        3.完成之后追加 \0。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strncat(char * dest, const char * src, int num)
{
	char* ret = dest;
	//寻找追加位置
	while (*dest != '\0')
	{
		dest++;
	}//此时dest指向的是'\0'的位置
	//追加
	while (num)
	{
		*dest++ = *src++;
		if (*src == '\0')
		{
			num = 0;
		}
	}
	*dest = '\0';

}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[20] = "world";
	char * ret = my_strncat(arr1, arr2, 7);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}
1.7.strncmp

（1）功能：Compare characters of two strings ，比较字符串中指定num个字符大小。

（2）使用形式：

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

需要注意的是比较和strcmp是相同的是一个字符一个字符的比较，

（3）示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abcqgy";
	int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

（4）模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(char * str1, const char * str2, size_t num)
{
	assert(str1&&str2);
	//一个一个比较
	int i = num;
	for (i = 0; i < num; i++)//判断大于和小于的
	{
		if (*str1++ > *str2++)
			return 1;
		else if(*str1++>*str2)
			return -1;

	}
	return 0;//除去大于和小于只有等于了
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcd";
	char arr2[] = "abc";
	int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}
1.8.strstr

（1）功能：Locate substring  查找字符串中的字符位置。

（2）使用形式：

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

    

注意：

1. 在第一个字符串中寻找第二个字符串第一次出现的地址，如果找到返回的是指针（str1出现str2的位置），没有找到返回的就是空指针。

2.没有找到的返回的指针就是空值，NULL (以地址的形式打印出来为00000000）；

（3）示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "cd";
	char * ret = strstr(arr1, arr2);
	printf("%p", ret);
	return 0;
}

（4）模拟实现

模拟实现的思路：

1.判断要寻找的字符串是否为空字符串，字符串中仅仅有'\0',返回空指针；

2.情况1： 在 abcdef 寻找 bc；一一比对需要一个循环结构；

3.情况2：在 abbcdef中寻找bc；需要寻找两次，所以需要一个循环循环。  

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

char * my_strstr(const char * str1, const char * str2)
{
	assert(str1&&str2);
	if (*str2 == '\0')
	{
		return (char*)str1;
	}
	const char * s1 = str1;
	const char * s2 = str2;
	const char * cp = str1;
	while (*cp)
	{
		s1 = cp;
		s2 = str2;
		while (*s1 != '\0'&& * s2 != '\0'&& * s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return cp;
		}
		cp++;
	}
	return NULL; //未找到的时候
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "cd";
	char * ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret == NULL)
	{
		printf("没有找到");
	}
	else
	{
		printf("找到了");
	}
		 
	return 0;
}
1.9.strtok

（1）功能：Split string into tokens，根标记分割字符串。

（2）使用形式：

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

1.str是被分割的部分，delimiters是分隔符；
2.strtok函数找到str中的分隔符，将其用 \0 结尾，返回一个指向这个分隔符的指针。一次调用只能查找一个分隔符，后面的调用有些特殊请看5.6条。

4.strtok会修改字符串的内容，将分割符号换成'\0',应该创建临时的数据拷贝完成。
5.查找第一个分隔符，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。
6.查找第二个以及后面的分隔符时，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。
7.如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

（3）示例

#include <stdio.h>
#include <string.h >
int main()
{
	char arr[] = "123$456 789%";
	char * p = "$ %";
	char buf[20] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);
	char * ret = NULL;
	for (ret = strtok(buf, p); ret != NULL; ret = strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", ret);
	}
	return 0;
}
1.10.strerror

（1）功能：Get pointer to error message string 得到错误信息字符串的指针

（2）使用形式：

1.C语言的函数在运行的时候，如果发生错误，就会将错误存在一个变量中，变量为errno

这个变量是全局变量，当调用库函数出错的时候，将会把错误码赋值给errno；当然不及时的输出，errno也会更新的

2.错误码为一些数字 1 、2、3、4、5，等等，将错误码翻译成错误信息。

3.srerror函数的作用就是根据错误码找到错误信息的首地址，没有输出的功能。                                         

（3）示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	printf("%s\n", strerror(0));
	printf("%s\n", strerror(1));
	printf("%s\n", strerror(2));
	printf("%s\n", strerror(3));
	printf("%s\n", strerror(4));
	printf("%s\n", strerror(5));

	return 0;
}

输出结果：

示例2使用范例

fopen函数的使用

FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

1.第一个参数是打开文件的名称，第二个参数是打开文件的形式；

2.打开文件成功返回有效指针，打开文件失败返回空指针；

#include <stdio.h>
#include <string.h >
#include <errno.h >
int main()
{
	FILE * pf = fopen("test.txt", "r"); //读取的形式 打开文件test.txt寻找文件的路径可能在本工程文件里面
		if (pf == NULL)
		{
			printf("%s\n", strerror(errno));
			return 1;
		}
    //
	//关闭文件
	fclose(pf);
	return 0;
}

        1.fopen在未规划寻找路径的前提下，默认为当前工程文件下。

        2.当调用库函数失败的时候，会给errno赋值。

2.字符函数

2.1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
slower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
spunct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
isgraph任何可打印字符，包括图形字符和空白字符

上述均是判断函数，判断为真返回非零数，判断不是返回值为0；

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	int ret = islower('a');
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}
2.2字符转换函数
int tolower ( int c );将大写字母转换成小写字母
int toupper ( int c );将小写字母转换成大写字母

字符的存储形式是ASCLL，本质上是int类型，因此上述式子没错。

tolower示例

#include <stdio.h>
int main()
{
	char arr[] = "I Have An Apple";
	int i = 0;
	while (arr[i])
	{
		if (isupper(arr[i]))
		{
			printf("%c", tolower(arr[i]));//把转换的小写字母直接打印出来
		}
		else
		{
			printf("%c", arr[i]);
		}
		i++;
	}
	return 0;
}

toupper示例 

#include <stdio.h>
int main()
{
	char arr[] = "I Have An Apple";
	int i = 0;
	while (arr[i])
	{
		if (isupper(arr[i]))
		{
			printf("%c", toupper(arr[i]));//把转换的小写字母直接打印出来
		}
		else
		{
			printf("%c", arr[i]);
		}
		i++;
	}
	return 0;
}

3.内存函数

3.1.mencpy

（1）功能：Copy block of memory 拷贝内存函数。

（2）使用形式：

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

注意：

1.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；
2.函数不会识别'\0',只会按照第一条执行；

3.void * 指针可以接受任何数据类型的指针，但是此指针无法使用，需要强制转换类型（在模拟实现函数的时候）。

（3）示例

        将arr1中的前20个字节的内容复制到arr2中

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20];
	memcpy(arr2, arr1, 20);
	return 0;
}

（4）模拟实现

        思路：按照字节来复制，将整型指针强制转换成字符指针，字符指针指向的就是一个字节，然后开始赋值。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void * my_memcpy(void * dest, const void * src, size_t num)
{
	char * dest1 = (char *)dest;
	char * src1 = (char *)src;
	while (num)
	{
		*dest1++ = *src1++;
		num--;
	}
    return dest;
}
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20] = { 0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 20; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}
3.2.memmove

（1）功能：Move block of memory

（2）使用形式：

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

1.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。
2.如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

（3）示例

#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;
}

（4）模拟实现

思路：

1.当dest指针比src指针低的时候如何处理；

2.当dest指针比src指针高的如何处理。（指针比较大小就是地址的高低）

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void * my_memmove(void * dest, const void * src, size_t num)
{
	char* ds = (char*)dest;//强制转换的字符指针
	char* sr = (char*)src;
	void* ret = ds;
	if (ds >= sr)// dest的指针比src指针高或等于
	{
		while (num--)
		{
			*(ds + num) = *(sr + num);
		}
	}
	else
	{
		while (num)
		{
			*ds++ = *sr++;
			num--;
		}
	
	}	
}
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(arr1, arr1+2, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	return 0;
}
3.3.memcmp

（1）功能：Compare two blocks of memory，比较内存中的内容的大小。

（2）使用形式：

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

注意：

1.比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节；

2.当ptr1中的内容大于ptr2中的内容输出大于0值；

   当ptr1中的内容小于ptr2中的内容输出小于0值；

   当ptr1中的内容等于ptr2中的内容输出0.

（3）示例

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,3,5 };//小端存储  01 00 00 00 03 00 00 00 05 00 00 00
	int arr2[] = { 2,4,6 }; //         02 00 00 00 04 00 00 00 06 00 00 00
	int ret = memcmp(arr1, arr2,5);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

（4）模拟实现

        和strncmp类似

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int my_memcmp(const void * str1, const void * str2, size_t num)
{
	char* s1 = (char*)str1;
	char* s2 = (char*)str2;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		if (*s1 > *s2)
			return 1;
		else if (*s1 < *s2)
			return -1;
	}
	return 0;
}

int main()
{
	int arr1[] = { 1,3,5 };//小端存储  01 00 00 00 03 00 00 00 05 00 00 00
	int arr2[] = { 1,3,5 }; //         02 00 00 00 04 00 00 00 06 00 00 00
	int ret = my_memcmp(arr1, arr2, 5);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

3.4.memset

（1）功能：Fill block of memory，填充内存，设置内存函数

（2）使用形式

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

（3）示例

#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char arr[] = "hello word";
	memset(arr, 'x', 5);
	printf("%s\n", arr);
	memset(arr + 6, 'x', 4);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

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