字符串函数（二）—— 长度受限制的字符串函数

news2024/12/22 22:08:53

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字符串函数（二）—— 长度受限制的字符串函数

  • 3.长度受限制的字符串函数
    • 3.1 strncpy（指定操作长度的拷贝字符串）
    • 3.2 strncat（指定操作长度的字符串追加）
    • 3.3 strncmp（指定操作长度的字符串比较）
    • 3.4 strstr(查找子字符串 / 在字符串中找字符串）
    • 3.5 strtok（字符串切割 / 分隔）
    • 3.6 strerror（翻译错误码）
  • 总结

3.长度受限制的字符串函数

要指定操作长度，思考的更多，相对更安全

3.1 strncpy（指定操作长度的拷贝字符串）

具体介绍链接

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

将源字符串的第一个字符拷贝到目标字符串。如果在拷贝完 num 个字符之前找到源 C
字符串的末尾（由’\0’表示），则目标将填充0，直到总共写入 num 个字符为止。

注：

  • 从源字符串拷贝num个字符到目标空间。

  • 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。在这里插入图片描述

  • 源字符串(字符数组) 不需要一定以’\0’结束。（因为操作数不同，新的目标字符串末尾会自动补充’\0’）。

  • 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。（否则会报错）

  • 目标空间必须可变。（因为要把另一个字符串拷贝到这里）

  • 返回值是目标空间的起始地址，然后通过%s来打印，%s是从给的地址开始 *解引用打印，遇到’\0’结束。

  • 学会模拟实现。

模拟实现strncpy :

//模拟strncpy
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	char* start = dest;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		if (*src != '\0')
		{
			*dest++ = *src++;
		}
		else
		{
			*dest++ = '\0';//写0 或 '\0'都一样，因为在内存中'\0'(ASCII码)就是0
		}
	}

	//num <= 源字符串长度(不包含'\0') 时，新目标字符串中没有'\0'，要再加个'\0'
	if (*(dest-1) != '\0')//-1是因为循环结束时dest指向的是第num+1个数
	{
		*dest = '\0';//在num个数后面加个结束标志'\0'
	}
	return start;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "xxxxxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "abcdef";
	my_strncpy(arr1, arr2, 10);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

在这里插入图片描述

3.2 strncat（指定操作长度的字符串追加）

具体介绍链接

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

  • 从目标空间的第一个 ‘\0’ 开始('\0’被覆盖)，追加规定的字符个数，追加完后还会在后面补充一个 ‘\0’ ，这样才构成了一个完整的字符串。在这里插入图片描述

  • 如果指定追加的字符个数 > 源字符串的字符个数，则在实际追加时只追加现有源字符串 ‘\0’ 之前的全部内容。
    在这里插入图片描述

  • 源字符串(字符数组) 不需要一定以’\0’结束。（因为操作数不同，新的目标字符串末尾会自动补充’\0’）。
    在这里插入图片描述

  • 目标空间必须要有’\0’，保证能找到目标空间的末尾，进行追加。（编译器认为从左到右第一个’\0’是字符串的末尾）

  • 目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。

  • 目标空间必须可修改。

  • strncat返回的是目标空间的起始地址。

  • 学会模拟实现。

模拟实现strncpy :

//模拟实现strncat
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);//断言
	char* start = dest;

	//找目标函数的末尾'\0'
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	//数据追加
	int i = 0;
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		if (*src != '\0')
		{
			*dest++ = *src++;
		}
		else//*src == '\0'时跳出循环，在新目标字符串末尾补充'\0'
		{
			break;
		}
	}
	*dest = '\0';//在末尾补充'\0'

	return start;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "abc\0xxxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "def";
	my_strncat(arr1, arr2, 1);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

3.3 strncmp（指定操作长度的字符串比较）

具体介绍链接

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
介绍：
  1. 此函数开始比较每个字符串的第一个字符，如果它们相等，则继续向下比较，直到字符不同 或 达到终止空字符(‘\0’) 或 拷贝完num个字符 停止。
  2. 比较的不是长度，而是对应位置上字符的大小（ASCII码，因为字符在内存中是以ASCII码的形式存储的）
C语言标准规定：
返回值（整型）解释
大于 0第一个字符串大于第二个字符串
0第一个字符串等于第二个字符串
小于 0第一个字符串小于第二个字符串
不同的编译器具体返回的值不同

3.4 strstr(查找子字符串 / 在字符串中找字符串）

具体介绍链接

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

在str1中查找str2，strstr会返回str1中str2第一次出现的位置的第一个字符的地址；如果str1中没str2，则返回NULL（空指针）。

在这里插入图片描述

若在arr1上用str1遍历，如图第二次遍历时没找到子字符串，那就需要从第3个字符处再遍历，但是唯一的一个指针被我们用来遍历了，我们现在连首字符都不知道在哪了，所以我们要提前保留初始指针，创建一个专门用来对比遍历的指针，arr2也是一样。在arr1中也可以再创建个指针用来指向每次遍历的第一个字符，将初始指针保存起来，在遇到复杂问题时会更加方便，更加得心应手。

因此：
当出现需要多个指针、指针需要移动等比较复杂的情况时，原始的指针最好不要移动或改变。

第一次遍历时，a与b不相同，第二次遍历从a后面一个字符再开始遍历。
在这里插入图片描述
b和c不同，
开始第三次遍历：
在这里插入图片描述
当s2指向’\0’时，说明在arr1中能找到arr2，查找结束。

模拟实现strstr 
//模拟实现strstr
#include <stdio.h>
#include <assert.h>

const char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);//断言，防止为空指针
	
	//写不写都行，因为这种情况，后面的代码已经考虑到了
	if (*str2 == '\0')//如果要找的字符串为空，则说明在arr1中直接找完了 / （没有要找的字符串，指针没有移动），直接返回arr1的首字符地址
	{
		return str1;
	}
	
	//cp,s1,s2指向的数据都不需要改动，可以用const保护起来
	const char* cp = str1;//cp用来记录开始遍历（匹配）的位置
	const char* s1 = cp;//s1用来遍历str1指向的字符串
	const char* s2 = str2;//s2用来遍历str2指向的字符串
	while (*cp)//如果arr1中第一个字符就是'0',说明是个空字符串，一定找不到arr2，直接返回NULL
	{
		s1 = cp;
		s2 = str2;
		while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)//三个条件要同时为真。
			//若*s1为假--*s1=='\0' 说明指针已经指向了arr1的末尾，此时还没找到arr2，说明arr1中没有arr2，跳出循环，返回NULL
			//若*s2为假--*s2=='\0' 说明arr1中找到了arr2，跳出循环，函数返回str1中str2第一次出现的位置的第一个字符地址
			//若*s1 == *s2说明两个字符相等，继续遍历
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		
		if (*s2 == '\0')//说明arr1中找到了arr2，函数返回str1中str2第一次出现的位置的第一个字符地址
		{
			return cp;
		}
		else if (*s1 == '\0')//说明指针已经指向了arr1的末尾，此时还没找到arr2，说明arr1中没有arr2，返回NULL
		{
			return NULL;
		}
		cp++;
	}
	return NULL;//*cp为假--*cp=='\0'  说明指针已经指向了arr1的末尾，此时还没找到arr2，说明arr1中没有arr2，返回NULL
}

int main()
{
	char arr1[] = "abbcdef";
	char arr2[] = "bbc";

	//函数返回的指针是受保护的const char*类型的，赋给不受保护的char*类型指针，属于类型放大了（容易丢失精度不太安全），最好赋给const char*类型指针
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	printf("%s\n", ret);//%s是从给的地址开始 *解引用打印，遇到'\0'结束
	return 0;
}

这种模拟实现是一种暴力求解，算法不够高效，后期会用KMP算法实现，更高效。

3.5 strtok（字符串切割 / 分隔）

具体介绍链接

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

strtok是个有点奇怪的函数，它和之前见过的函数都不一样。 是用来拆分字符串的，比如：
在这里插入图片描述

  • 参数sep是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合。分隔符在字符串中的顺序无所谓。

  • 第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中一个或多个分隔符分割的标记。

  • strtok找到str中的下一个标记，并将其用 \0 结尾（替换掉原来的分隔符），返回一个指向这个标记首字符的指针。若下一个标记的结尾是\0，则也返回这个标记的首字符地址。
    ( 注：strtok函数会改变被操作的字符串，所以使用strtok函数切分的字符串一般都是临时拷贝的并且可修改的。）
    在这里插入图片描述

  • 若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 或者说是保存这个标记末尾 \0 的位置。

  • 若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。（有记忆功能(static)）

  • 如果字符串中不存在更多的标记或查找到了 \0，则返回 NULL 指针。

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

int main()
{
	char arr[] = "0111222333@qq.com";

	char buf[200] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);//buf的内容是临时拷贝的并且是可修改的

	char* p = "@.";//和char p[] = "@." 几乎相同，p都是字符串的首字符地址，内存中也都存储了字符串
	char* s = strtok(buf, p);//strtok函数的第一个参数不为NULL，找buf中的第一个标记，并且找到后用\0替换标记符来结尾
	printf("%s\n", s);//找到了一个记录，返回这个记录的首字符地址

	s = strtok(NULL, p);//strtok函数的第一个参数为NULL，从同一个字符串中被保存的上一个标记的末尾\0开始，查找下一个标记
	printf("%s\n", s);

	s = strtok(NULL, p);
	printf("%s\n", p);

	return 0;
}

在未来真正使用这个函数时，并不是这样使用的，应该是这样：

//strtok函数的正确使用方式1：
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
	char arr[] = "0111222333@qq.com";
	char buf[200] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);
	
	char p[] = "@.";// == char *p = "@.";//分隔符在字符串中的顺序无所谓
	char* s = 0;//strtok的返回值
	//当字符串中不存在更多标记时，返回NULL空指针，循环的条件判断部分为假，跳出循环。
	for (s = strtok(buf, p); s != '\0'; s = strtok(NULL, p))
	{
		printf("%s\n", s);
	}
	return 0;
}


//使用方式2：
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
	char arr[] = "0111222333@!qq.com";
	char buf[200] = { 0 };
	strcpy(buf, arr);

	char p[] = "@.!";// == char *p = "@.！";
	char* s = 0;//strtok的返回值
	
	s = strtok(buf, p);//strtok函数的第一个参数不为NULL，找buf中的第一个标记，找到后用\0替换标记符来结尾
	while (s != NULL)
	{
		printf("%s\n", s);
		s = strtok(NULL, p);//strtok函数的第一个参数为NULL，从同一个字符串中被保存的上一个标记的末尾\0开始，查找下一个标记
	}
	return 0;
}

若出现两个分隔符连在一起了，则第二个分隔符直接被跳过，如图：
在这里插入图片描述

3.6 strerror（翻译错误码）

具体介绍链接

char * strerror ( int errnum );
介绍：

将错误码翻译成错误信息，返回错误信息的字符串的起始地址。
（只能将C语言标准库中的错误码翻译成错误信息）

注：

C语言中使用库函数的时候，如果发生错误，就会将错误码放在errno的变量中；errno是个全局的变量，可直接使用，需要头文件errno.h。

》打开文件的例子：
fopen以读的形式打开文件（头文件stdio.h），
如果文件存在，则打开成功；
如果文件不存在，则打开失败；

//strerror
#include <stdio.h>//main,printf,fopen,perror的头文件
#include <string.h>//strerror的头文件
#include <errno.h>//errno的头文件

int main()
{
	FILE* pfile = fopen("add.txt", "r");//若打开成功，则返回FILE*类型的指针
	if (pfile == NULL)//若打开失败，则返回NULL空指针
	{
		printf("打开文件失败，原因是：%s\n", strerror(errno));
	}
	else
	{
		printf("打开文件成功\n");
	}
	return 0;
}

在这里插入图片描述

若在此源文件所在的文件夹中有add.txt这个文件，则打开文件成功，否则失败。
在这里插入图片描述

补充小知识：

perror可直接打印错误码所对应的错误信息。
perror == printf + strerror
在这里插入图片描述

总结

我们一起学习了长度受限制的字符串函数。
感谢大家的阅读，大家一起进步！

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