『C语言进阶』字符函数和内存函数（1）

news2024/11/18 5:53:01

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前言

C语言中对字符和字符串的处理很是频繁，但是C语言本身是没有字符串类型的，字符串通常放在常量字符串中或者字符串中。

字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数。

今天我们将学习有关库函数以及模拟实现，在此之前必须要了解这两个const关键字和assert库函数

  1. const关键字

    const详解

  2. assert函数

    函数名:断言函数

    头文件:

    #include<assert.h>

    作用:

    判断参数表达式的真假,如果为假就会终止程序,打印错误信息。
    对于程序员这是一个非常友好的函数,可以减少出错的可能性,由于会返回错误到具体的哪一行,也就省去了调试的成本。
    assert()中的参数表达式为真时,什么也不会发生,在release版本中,assert会被优化掉。

一、strlen函数

1.1 函数认识

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函数功能:

strlen函数的功能是用于计算字符串的长度(输入字符串首地址,返回字符串长度)

头文件：

#include<string.h>

返回值：

字符串’\0’之前的字符个数(不包括’\0’）

strlen函数的使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[]="abcdef";
    int len=strlen(arr);
	printf("字符串长度%d", len);
	return 0;
}

1.2 注意事项

  • 字符串以 ‘\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’ )
  • 参数指向的字符串必须要以 ‘\0’ ，如果字符串没有包含’\0’,就会接续往后寻找,直到遇到’\0’,即产生随机值
  • 函数的返回值为size_t，是无符号的（易错）
  • 库函数strlen的返回值是size_t，所以strlen不能用于加减:strlen(“abc”)-strlen(“abcdefg”)结果是一个size_t类型的数，不会是-4（可以用强制转换解决）

1.3 模拟实现

//模拟实现strlen
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
size_t my_strlen1(const char* str)//方法一:计数法
{
	assert(str);
	int count = 0;
	while (*str++)
	{
		count++;
	}
	return count;
}
size_t my_strlen2(const char* str)//方法二:递归方式实现
{
	assert(str);
	if (*str != '\0')
	{
		return 1 + my_strlen2(str + 1);
	}
	return 0;
}
size_t my_strlen3(const char* str)//方法三:指针-指针
{
	assert(str);
	char* ret = str;
	while (*ret)
	{
		ret++;
	}
	return ret - str;
}
int main()
{
	char arr[] = { "abcdefg" };
	printf("%d\n", my_strlen1(arr));
	printf("%d\n", my_strlen2(arr));
	printf("%d\n", my_strlen3(arr));
	return 0;
}

二、strcpy函数

2.1 函数认识

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函数功能：

拷贝字符串:将源字符串拷贝到目标空间

头文件：

#include<string.h>

返回值：

拷贝完成后的目标空间地址

strcpy函数的使用：

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

2.2 注意事项

  • 源字符串必须以’\0’结束，没有’\0’拷贝无法停止
  • 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串(strlen是不管目标空间可不可以放进去)
  • 目标空间可以被修改
  • 拷贝字符串时，'\0’也会被拷贝
  • 可以用const修饰源字符串，使源字符串不能被修改

2.3 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy1(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*src != '\0')
	{
		*dest = *src;
		dest++;
		src++;
	}
	*dest = *src;
	return ret;
}

char* my_strcpy2(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[] = { "hello csdn!" };
	char arr2[20] = { "xxxxxxxxxxxxxxxxxx" };
	char* p = NULL;
	printf("%s\n", my_strcpy1(arr2, arr1));
	printf("%s\n", my_strcpy2(arr2, arr1));
	return 0;
}

三、strcat函数

3.1 函数认识

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函数功能：

将源字符串(source)的副本(复制一份)追加到目标字符串(destination)。目标中的终止空字符(‘\0’)被源字符串的第一个字符覆盖，并且在目标中由两者串联形成的新字符串的末尾包含一个空字符(‘\0’)。
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头文件：

#include<string.h>

strcat函数的使用：

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

3.2 注意事项

  • 源字符串必须以’\0’结束
  • 目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容
  • 目标空间可以被修改
  • 目的地和来源不可重叠，简单来说就是不可自己追加自己,否则不知道什么时候停下来,因为’\0’被改掉了

3.3 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);//防止传入空指针
	char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "HELLO ";
	char arr2[] = "CSDN!";
	my_strcat(arr1,arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

四、strcmp函数

4.1 函数认识

函数功能：

将字符串 str1 与 字符串 str2 进行比较。
此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续向后比较，直到字符不同或达到终止空字符。

头文件：

#include<string.h>

返回值：

返回值意义
<0第一个不匹配的字符的str1的值小于str2中的值
0两个字符串的内容相等
>0第一个不匹配的字符的str1的值大于str2中的值

strcmp函数的应用：

#define MAX 3
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char password[] = "092755";
	char input[20];
	for (int i = 1; i <= MAX; i++)
	{
		printf("请输入密码:>", i);
		scanf("%s", input);
		if (strcmp(password, input) == 0)
		{
			printf("恭喜你,密码正确!!!");
			break;
		}
		else
		{
			printf("很遗憾,密码错误\n");
			if (i == MAX)
				printf("你没有机会了");
			else
			    printf("你还有%d次机会\n", MAX - i);
		}
	}
	return 0;
}

4.2 注意事项

此函数执行字符的二进制比较,实际比较的是字符的ASCII码值,并不是按长度比较，而是比较第一次出现不同字符的大小
在vs编译器下,

第一个字符串大于第二个字符串,返回1;
第一个字符串相等第二个字符串,返回0;
第一个字符串小于第二个字符串,返回-1;
而与库函数本身有点小的差别,库函数要求返回>0 0和<0的数即可

4.3 模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		str1++;
		str2++;
	}

	if (*str1 > *str2)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return -1;
	}
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcde";
	char arr2[] = "abc";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

五、strncpy函数

5.1 函数认识

strncpy函数相较于strcpy函数多了一个参数size_t num

函数功能：

拷贝num个字符从源字符串到目标空间

头文件：

#include<string.h>

strncpy函数的应用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef";
	char arr2[] = "xxxxxxxx";
    strncpy(arr1, arr2, 3)；
	printf("%s\n",arr1 );
	return 0;
}

5.2 注意事项

如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后面追加’\0’，直到num个

5.3 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
 
char* my_strncpy(char* dest, const char* src, int num)
{
	assert(dest && src);
	char* s = dest;
	int i = 0;
	for (i = 0; i < num; i++)
	{
		*dest++ = *src++;
	}
	return s;
}
 
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef";
	char arr2[] = "xxxxxxxx";
	printf("%s\n", my_strncpy(arr1, arr2, 3));
	return 0;
}

六、strncat函数

6.1 函数认识

函数功能：

将源字符串的num个字符连接到目标字符串后面

头文件：

#include<string.h>

strncat函数的应用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[20] = "hello";
	char arr2[] = "wordasdd";
	strncat(arr1, arr2, 4);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

6.2 注意事项

如果源字符串的长度大于num，则追加num个源字符串之后，再在后面加一个’\0’

如果源字符串的长度小于num，则追加完源字符串之后，再在后面加一个’\0’就可以了

6.3 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
 
char* my_strncat(char* dest, const char* src, int num)
{
	assert(dest && src);
	char* s = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (num--)
	{
		*dest++ = *src++;
	}
	return s;
}
 
int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "wordasdaf";
	printf("%s\n", my_strncat(arr1, arr2, 4));
	return 0;
}

七、strncmp函数

7.1 函数认识

函数认识：

比较前num个字符的大小

头文件：

#include<string.h>

返回值：

返回值表明
<0不匹配的第一个字符在str1中的值低于str2中的值
0两个字符串的内容相等
>0第一个匹配的字符在str1中的值大于str2中的值

strncmp函数的应用：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcde";
	char arr2[] = "abc";
	int ret = strncmp(arr1, arr2, 3);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

7.2 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
 
int my_strncmp(const char* dest, const char* src, int num) 
{
	int ret = 0;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	while (!(ret = *(unsigned char*)src - *(unsigned char*)dest) && *dest) 
    {
		++dest;
		++src;
	}
	if (ret < 0) 
    {
		ret = 1;
	}
	else if (ret > 0) 
    {
		ret = -1;
	}
	return ret;
}
 
int main() 
{
	char arr1[20] = "abcde";
	char arr2[]= "abcdf";
	printf("%d\n", my_strncmp(arr1, arr2, 4));
	return 0;
}

八、strstr函数

8.1 函数认识

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函数功能：

在str1中找str2第一次出现的位置

返回值：

指向str1中指定的整个字符序列在str2中首次出现的指针，如果序列在str1中不存在，则为null指针。

头文件：

#include<string.h>

strstr函数的应用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abcdsfr";
	char arr2[] = "cdse";
	char* ret = strstr(arr1, arr2);
	if (ret != NULL)
		printf("%s\n", ret);
	else
		printf("找不到\n");
	return 0;
}

8.2 模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h> 
 
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
    assret(str1&&str2);
    if(*str2 == '\0')
    {
        return (char*)str1;
    }
	char* cp = str1;
	char* s1 = cp;
	char* s2 = str2;
	while (*cp)
	{
		s1 = cp;
		s2 = str2;
		while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
			return (char*)cp;
		cp++;
	}
    return NULL;
}
 
int main() 
{
	char arr1[] = "abcdsfr";
	char arr2[] = "cdse";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	if (ret != NULL)
		printf("%s\n", ret);
	else
		printf("找不到\n");
	return 0;
}

本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获，同时也感谢各位铁汁们的支持。文章有任何问题可以在评论区留言，小羊一定认真修改，写出更好的文章~~

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