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字符函數和字符串函數

函數介紹

strlen

strcpy

strcat

strcmp

strncpy

?strncat

strncmp

strstr

strtok

strerror

memcpy

memmove

memcmp

字符函數和字符串函數

本章重點

• strlen

• strcpy
• strcat
• strcmp

• strncpy
• strncat
• strncmp

• strstr
• strtok

• strerror

• memcpy
• memmove
• memset
• memcmp

?前言

C 語言中對字符和字符串的處理很是頻繁，但是 C 語言本身是沒有字符串類型的，字符串通常放在 常量字符串 中 或者 字符數組 中。 字符串常量 適用于那些對它不做修改的字符串數。

函數介紹

strlen

size_t strlen ( const char * str );

• 字符串已經 "/0" 作為結束標志，strlen函數返回的是在字符串中 "/0" 前面出現的字符個數（不包含 "/0" )。
• 參數指向的字符串必須要以 "/0" 結束。
• 注意函數的返回值為size_t，是無符號的（ 易錯 ）
• 學會strlen函數的模擬實現

?注：size_t 即無符號整型(unsigned int)

strlen使用：

#include#includeint main(){	char arr1[] = "abcdef";	char arr2[] = { "a","b","c","d","e","f","/0"};//計算字符數組長度時末尾必須加"/0"，                                                  //否則計算出的長度為隨機值.	printf("%d/n", strlen(arr1));	printf("%d/n", strlen(arr2));	return 0;}

?strlen模擬實現：

//方法一:使用計數器size_t my_strlen(char* str){	assert(str);//檢查指針有效性	int count = 0;//計數器	//while (*str != "/0")	//{		//count++;		//str++;	//}		//簡化	while(*str++)	{		count++;	}	return count;}//方法二:遞歸size_t my_strlen2(char* str){	assert(str);	if (!*str)	{		return 0;	}	else	{		return 1 + my_strlen(str + 1);	}}//方法三:指針減指針size_t my_strlen3(char* str){	assert(str);	char* cur = str;	while (*cur)	{		cur++;	}	return cur - str;//兩指針相減，結果為他們之間的元素個數}

注:下面的代碼結果如何？

#include #include int main(){    const char*str1 = "abcdef";    const char*str2 = "bbb";    if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)//由于strlen函數的返回值為無符號整型，                                   //所以在計算時，會恒為正數。自己實現時返回值可根據實際情況而定    {        printf("str2>str1/n");    }    else    {        printf("srt1>str2/n");    }    return 0;}

strcpy

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

• Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null
• character (and stopping at that point).
• 源字符串必須以 "/0" 結束。
• 會將源字符串中的 "/0" 拷貝到目標空間。
• 目標空間必須足夠大，以確保能存放源字符串。
• 目標空間必須可變。
• 學會模擬實現

?strcpy使用：

#include#includeint main(){	char arr1[10] = "xxxxxxxxx";	char arr2[] = "abcdef";	printf("%s/n", strcpy(arr1, arr2));//將arr2字符串中的內容拷貝到arr1中(包括"/0)	return 0;                          //需保證arr1的空間大于等于arr2的空間}

strcpy模擬實現：

#include//用assert函數需包含此頭文件char* my_strcpy(char* dest, const char* src)//返回值為目標空間的起始地址，src中的字符串                                           //不需要改變,為避免被修改所以再它前面加上const{	assert(dest && src);//檢查指針的有效性	char* ret = dest;//保存目標空間的起始地址，dest后面會移動	//while (*src!="/0")	//{	//	*dest = *src;	//	dest++;	//	src++;	//}	//簡化	while (*dest++ = *src++)//src先將值賦給dest，然后dest和src才++	{		;	}	return ret;}

strcat

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

• Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character indestination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end ofthe new string formed by the concatenation of both in destination.
• 源字符串必須以 "/0" 結束。
• 目標空間必須有足夠的大，能容納下源字符串的內容。
• 目標空間必須可修改。
• 字符串自己給自己追加，如何？

?strcat使用：

#include#includeint main(){	char arr1[10] = "abcd";	char arr2[] = "efgh";	printf("%s", strcat(arr1, arr2));//將arr2中的字符串追加到arr1中的字符串后面	return 0;                        //需保證arr1的空間容納連接后的字符串}

strcat模擬實現：

#includechar* my_strcat(char* dest, const char* src){	assert(dest && src);	char* ret = dest;	while (*dest)//因為是將src中的字符串追加到dest的后面所以需先找到dest中"/0"的位置	{		dest++;	}	while (*dest++ = *src++)//同strcpy	{		;	}	return ret;}

其中大概步驟如圖：?

?

strcmp

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

• ?This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, itcontinues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character isreached.

• 標準規定：
• 第一個字符串大于第二個字符串，則返回大于0的數字
• 第一個字符串等于第二個字符串，則返回0
• 第一個字符串小于第二個字符串，則返回小于0的數字
• 那么如何判斷兩個字符串？

strcmp使用 ：

#include#includeint main(){	char arr1[] = "abcdef";	char arr2[] = "abcdxx";	int ret = strcmp(arr1, arr2);	if (ret > 0)	{		printf("arr1 > arr2/n");	}	else if (ret < 0)	{		printf("arr1 < arr2/n");	}	else	{		printf("arr1 = arr2/n");	}	return 0;}

strcmp模擬實現

#includeint my_strcmp(const char* str1, const char* str2)//str1和str2都不需要被改變{	assert(str1 && str2);	while (*str1 == *str2)//如果找到不相等的字符直接返回他們的ascll碼值之差，                          //而不是將所有的字符全部比較完之后再返回.	{		if (*str1 == "/0")		{			return 0;		}		str1++;		str2++;	}	return *str1 - *str2;}

前面學習了這些字符串函數之后，大家是否有些許收獲呢？

其實這些函數中有些是不安全的，比如：strcpy中如果目標空間的大小不能夠容納原空間的字符串，就會造成數組越界訪問，strcat中也是同樣的道理。還有如果字符串自己給自己追加，是不能使用strcat函數的；如果我們只想比較字符串中的部分字符串的大小，而不是全部，也不能使用strcmp。C語言中給了一些長度受限的字符串函數，而前面的函數是長度不受限的字符串函數。

strncpy

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

• Copies the first num characters of source to destination. If the end of the source C string (which issignaled by a null-character) is found before num characters have been copied, destination is paddedwith zeros until a total of num characters have been written to it.
• 拷貝num個字符從源字符串到目標空間。
• 如果源字符串的長度小于num，則拷貝完源字符串之后，在目標的后邊追加0，直到num個。

?strncpy使用：

#include#includeint main(){	char arr1[] = "xxxxxxxxxx";	char arr2[] = "xx";	char arr3[] = "abcdef";	printf("%s/n", strncpy(arr1, arr3, 8));//拷貝了8個字符，所以字符串中的"/0"也會被拷貝	printf("%s/n", strncpy(arr2, arr3, 1));//拷貝了1個字符，"/0"不會被拷貝	return 0;}

strncpy模擬實現：

#includechar* my_strncpy(char* dest, const char* src, int count)//參數count為需要拷貝的字節數{	assert(dest && src);	char* ret = dest;	while(count--)	{		*dest++ = *src++;	}	return ret;}

?strncat

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

• Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.
• If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating nullcharacter is copied.

?strncat使用：

/* strncat example */#include #include int main (){    char str1[20];    char str2[20];    strcpy (str1,"To be ");    strcpy (str2,"or not to be");    strncat (str1, str2, 6);    puts (str1);    return 0;}

?strncat模擬實現：

char* my_strncat(char* dest, const char* src, int count){	assert(dest && src);	char* ret = dest;	while (*dest)//找到目標字符串中"/0"的位置	{		dest++;	}	while (count--)	{		*dest++ = *src++;//從"/0"處開始追加	}        *dest = "/0";//末尾需"/0"	return ret;}

strncmp

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

• ?比較到出現另個字符不一樣或者一個字符串結束或者num個字符全部比較完。

strncmp使用：?

/* strncmp example */#include #include int main (){    char str[][5] = { "R2D2" , "C3PO" , "R2A6" };    int n;    puts ("Looking for R2 astromech droids...");    for (n=0 ; n<3 ; n++)    if (strncmp (str[n],"R2xx",2) == 0)//比較兩個字符串的前兩個字符    {        printf ("found %s/n",str[n]);    }    return 0;}

strncmp模擬實現：

int my_strncmp(char* str1, char* str2, int count){	assert(str1 && str2);	while (*str1 == *str2)	{		if (count <= 0)		{			return 0;		}		str1++;		str2++;			}    return *str1 - *str2;}

strstr

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

• 在str1中查找 是否存在str2字符串，如果有則返回str2第一次出現的位置的地址，否則返回NULL；

strstr使用：

/* strstr example */#include #include int main (){    char str[] ="This is a simple string";    char * pch;    pch = strstr (str,"simple");    strncpy (pch,"sample",6);    puts (str);    return 0;}

strstr模擬實現：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2){	assert(str1 && str2);	while (*str1)	{		char* cur1 = str1;		char* cur2 = str2;		while (*cur1 == *cur2)		{			cur1++;			cur2++;			if (*cur2 == "/0")			{				return str1;			}		}		str1++;	}	return NULL;}

?

?此情況下可直接判斷str2是否是str1的子串，并且返回相應的值。

?

當比較到第三個字符時，兩字符不相等，而str1并未結束，后續還需比較，所以cur2需回到起始地址，而cur1會回到第一個相等字符的下一個字符的地址處(即第二個b的地址)?。

?

strtok

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

• sep參數是個字符串，定義了用作分隔符的字符集合。
• 第一個參數指定一個字符串，它包含了0個或者多個由sep字符串中一個或者多個分隔符分割的標記。
• strtok函數找到str中的下一個標記，并將其用 /0 結尾，返回一個指向這個標記的指針。（注：strtok函數會改
• 變被操作的字符串，所以在使用strtok函數切分的字符串一般都是臨時拷貝的內容并且可修改。）
• strtok函數的第一個參數不為 NULL ，函數將找到str中第一個標記，strtok函數將保存它在字符串中的位置。
• strtok函數的第一個參數為 NULL ，函數將在同一個字符串中被保存的位置開始，查找下一個標記。
• 如果字符串中不存在更多的標記，則返回 NULL 指針。

strtok使用：

/* strtok example */#include #include int main (){    char str[] ="- This, a sample string.";    char * pch;    printf ("Splitting string /"%s/" into tokens:/n",str);    pch = strtok (str," ,.-");    while (pch != NULL)    {        printf ("%s/n",pch);        pch = strtok (NULL, " ,.-");    }    return 0;}

strerror

char * strerror ( int errnum );

返回錯誤碼，所對應的錯誤信息。

/* strerror example : error list */#include #include #include //必須包含的頭文件int main (){    FILE * pFile;    pFile = fopen ("unexist.ent","r");    if (pFile == NULL)    printf ("Error opening file unexist.ent: %s/n",strerror(errno));    //出現錯誤時，會將錯誤碼(一種錯誤對應一個錯誤碼)放進errno中，strerror會將這個錯誤碼對應的內容打印出來    //errno: Last error number    return 0;}

例如：?

#include#include#includeint main(){	printf("%s/n", strerror(0));	printf("%s/n", strerror(1));	printf("%s/n", strerror(2));	printf("%s/n", strerror(3));	return 0;}

對應錯誤碼結果為：

memcpy

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

• 函數memcpy從source的位置開始向后復制num個字節的數據到destination的內存位置。
• 這個函數在遇到 "/0" 的時候并不會停下來。
• 如果source和destination有任何的重疊，復制的結果都是未定義的。
• 返回值為目標空間首地址。
  ?

memcpy使用：

#include#includeint main(){	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };	int arr2[10] = { 0 };	int* ret = memcpy(arr2, arr1, 16);	int i = 0;	for (i = 0; i < 10; i++)	{		printf("%d ", ret[i]);	}	return 0;}

memcpy模擬實現：

#includevoid* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count)//以字節為單位拷貝{	assert(dest && src);	void* ret = dest;	while (count--)	{		*(char*)dest = *(char*)src;		dest = (char*)dest + 1;		src = (char*)src + 1;	}	return ret;}

memmove

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

• 和memcpy的差別就是memmove函數處理的源內存塊和目標內存塊是可以重疊的。
• 如果源空間和目標空間出現重疊，就得使用memmove函數處理。

memmove使用：

/* memmove example */#include #include int main (){    char str[] = "memmove can be very useful......";    memmove (str+20,str+15,11);    puts (str);    return 0;}

memmove模擬實現：

情況一：不存在內存重疊，可直接將內容移動。?

情況二：存在內存重疊，且目標空間地址大于源空間地址，?如圖將1移動到3的位置之后，3就會被覆蓋，在移動3時實際移動的是1.

?解決方法：從后往前移動，先移動4，再移動3直到所有字節移動完。

?

情況三：存在內存重疊，且目標空間地址小于源空間地址，如果再從后向前移動也會導致前面的內容被覆蓋。

解決方法：從前往后移動，先移動3，再移動4直到所有字節移動完。

?實現代碼：

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count){	assert(dest && src);	void* ret = dest;	if (dest > src)//情況二	{		void* cur1 = (char*)src + count - 1;//從后往前移動，需先找到兩個空間的末尾地址		void* cur2 = (char*)dest + count - 1;//減1是因為加count之后會直接跳到目標空間和源空間的尾地址的下一個字節的地址		while (count--)		{			*(char*)cur2 = *(char*)cur1;//void*內型指針不能直接加減或解引用操作，需強制類型轉換			cur2 = (char*)cur2 - 1;//指針移動			cur1 = (char*)cur1 - 1;		}	}	else//情況1一，三	{		void* cur1 = (char*)src;		void* cur2 = (char*)dest;		while (count--)		{			*(char*)cur2 = *(char*)cur1;			cur2 = (char*)cur2 + 1;			cur1 = (char*)cur1 + 1;		}	}	return ret;}

memcmp

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

• 比較從ptr1和ptr2指針開始的num個字節
• 返回值如下：
  ?

?memcmp使用：

/* memcmp example */#include #include int main (){    char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";    char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";    int n;    n=memcmp ( buffer1, buffer2, sizeof(buffer1) );    if (n>0) printf (""%s" is greater than "%s"./n",buffer1,buffer2);    else if (n<0) printf (""%s" is less than "%s"./n",buffer1,buffer2);    else printf (""%s" is the same as "%s"./n",buffer1,buffer2);    return 0;}

memcmp模擬實現：

int my_memcmp(const void* str1, const void* str2, int count){	assert(str1 && str2);	while (*(char*)str1 == *(char*)str2)	{		count--;		if (count <= 0)		{			return 0;		}		str1 = (char*)str1 + 1;		str2 = (char*)str2 + 1;	}	return (char*)str1 - (char*)str2;}