C语言第二十五弹---字符函数和字符串函数(上)

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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 的模拟实现

5、strcat 的模拟实现

6、strcmp 的模拟实现

7、strncpy 函数的使用

总结

在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了方便操作字符和字符串，C语言标准库中提供了⼀系列库函数，接下来我们就学习⼀下这些函数。

1、字符分类函数

C语言中有⼀系列的函数是专门做字符分类的，也就是⼀个字符是属于什么类型的字符的。

这些函数的使用都需要包含⼀个头文件是 ctype.h

int islower ( int c );

islower 是能够判断参数部分的 c 是否是小写字母的。

通过返回值来说明是否是小写字母， 如果是小写字母就返回非0的整数，如果不是小写字母，则返回0。

上述函数比较简单，uu们自行验证啦，最好通过查库函数的相关知识验证喔~

练习：

写⼀个代码，将字符串中的小写字母转大写，其他字符不变。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>//判断字符函数的头文件
int main ()
{
 int i = 0;
 char str[] = "Test String.\n";
 char c;
 while (str[i])
 {
 c = str[i];
 if (islower(c)) //如果是小写字母则执行
 c -= 32;//大小写之间ASCII码值间隔32,也可以通过两个字符相减，即'a'-'A';
 
 putchar(c);//输出该字符
 i++;
 }
 return 0;
}

2、字符转换函数

C语言提供了2个字符转换函数：

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

上面的代码，我们将小写转大写，是 -32 完成的效果，有了转换函数，就可以直接使用 tolower 函

数。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
 int i = 0;
 char str[] = "Test String.\n";
 char c;
 while (str[i])
 {
 c = str[i];//将该字符放在临时变量中
 if (islower(c)) //是小写字母则转换
 c = toupper(c);
 putchar(c);//输出字符
 i++;
 }
 return 0;
}

3、strlen的使用和模拟实现

注：在模拟实现函数时，尽可能的将以下五个点都考虑到。

1.参数顺序

2.const修饰指针(防止指针被修改)
3.函数的功能，停止条件

4.assert(对空指针进行判断)
5.函数返回值

size_t strlen ( const char * str );

• 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' 结束。

• 注意函数的返回值为size_t，是无符号的（易错）

• strlen的使用需要包含头文件

• 学会strlen函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>//strlen函数需包含的头文件
int main()
{
 const char* str1 = "abcdef";
 const char* str2 = "bbb";
 if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)
 {
 printf("str2>str1\n");
 } 
 else
 {
 printf("srt1>str2\n");
 }
 return 0;
}

strlen的模拟实现：

方式1：

strlen计算的是传入的指针到'\0'之间个数，我们第一想到的肯定是通过遍历该数组，计算字符串长度，然后根据上面注意的五个点，一步一步进行实现。

首先参数顺序，只有一个参数不需要管顺序。

第二个const修饰指针，此处只需遍历数组不会修改字符，因此可以用const修饰指针。

第三个函数功能是计算字符串长度，'\0'之前的长度。

第四个assert断言，传参是指针，所以有可能是空指针，此处可以进行断言，空指针则报错。

第五个返回值位无符号整数，C语言提供无符号整数类型size_t，此处用int影响也不会很大，只是用size_t更加标准准确。

//计数器方式
size_t my_strlen(const char * str)
{
 int count = 0;
 assert(str);//空指针则报错
 while(*str)//遍历字符串，遇到'\0'则结束循环
 {
 count++;
 str++;
 }
 return count;//返回大小
}

方式2：

递归实现，长度=1+strlen(str+1)，字符串长度=该字符+后面字符串的长度。

//不能创建临时变量计数器
size_t my_strlen(const char * str)
{
 assert(str);//空指针则报错
 if(*str == '\0')
 return 0;
 else
 return 1+my_strlen(str+1);
}

方式3：

根据前面指针知识所学，指针-指针=相差元素个数，因此字符串长度可以通过指针-指针计算。

//指针-指针的⽅式
size_t my_strlen(const char *s)
{
 assert(str);
 char *p = s;
 while(*p != ‘\0’ )
 p++;
 return p-s;
}

4、strcpy 的模拟实现

 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).

将 source 指向的 C 字符串复制到目标指向的数组中，包括终止 null 字符（并在该点停止）。

• 源字符串必须以 '\0' 结束。

• 会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间。

• 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。

• 目标空间必须可修改。

• 学会模拟实现。

strcpy的模拟实现:

//1.参数顺序 第一个为目标字符串，第二个为原来字符串
//2.const修饰指针 目标需要修改，原来不需要修改
//3.函数的功能，停⽌条件
//4.assert 两个均不能为空指针
//5.函数返回值 返回目标字符串首地址
//6.题⽬出⾃《⾼质量C/C++编程》书籍最后的试题部分
char *my_strcpy(char *dest, const char*src)
{ 
 char *ret = dest;
 assert(dest != NULL);//为真则不报错
 assert(src != NULL);//为真则不报错
 
 
 while((*dest++ = *src++))
 {
 ;
 }
 return ret;
}

5、strcat 的模拟实现

• Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character in destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end of the new string formed by the concatenation of both in destination.

将源字符串的副本追加到目标字符串。destination 中的终止 null 字符被 source 的第一个字符覆盖，并且在 destination 中由两者串联形成的新字符串的末尾包含一个 null 字符。

• 源字符串必须以 '\0' 结束。

• 目标字符串中也得有 ' \0' ，否则没办法知道追加从哪里开始。

• 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。

• 字符串自己给自己追加，如何？

模拟实现strcat函数：

char *my_strcat(char *dest, const char*src)
{
 char *ret = dest;
 assert(dest != NULL);
 assert(src != NULL);
 while(*dest)
 {
 dest++;
 }
 while((*dest++ = *src++))
 {
 ;
 }
 return ret;
}

6、strcmp 的模拟实现

• This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each

other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating

null-character is reached.

此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们相等，则继续往下比较，直到字符不同或终止达到 null-character。

• 标准规定：

◦ 第⼀个字符串大于第⼆个字符串，则返回大于0的数字

◦ 第⼀个字符串等于第⼆个字符串，则返回0

◦ 第⼀个字符串小于第⼆个字符串，则返回小于0的数字

◦ 那么如何判断两个字符串？比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小。

strcmp函数的模拟实现：

int my_strcmp (const char * str1, const char * str2)
{
 int ret = 0 ;
 assert(src != NULL);
 assert(dest != NULL);
 while(*str1 == *str2)
 {
 if(*str1 == '\0')//两个字符串相等且遇到'\0'即字符串相等，返回0
 return 0;
 str1++;
 str2++;
 }
 return *str1-*str2;//不相等返回差值，>0即str1大，<0即str2大
}

7、strncpy 函数的使用

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 is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied,

destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it.

将源的前 num 个字符复制到目标。如果源 C 字符串的末尾（由 null 字符表示）在复制 num 个字符之前找到，destination 用零填充，直到总共写入了 num 个字符。

• 拷贝num个字符从源字符串到目标空间。

• 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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>//strncpy函数需包含的头文件
int main()
{
  char str1[]="abcdeef";
  char str2[20]={0};
  strncpy(str2,str1,5);
  printf("%s\n",str2);
  return 0;
}