C语言字符函数和字符串函数详解

Hello, 大家好，我是一代，今天给大家带来有关字符函数和字符串函数的有关知识

所属专栏：C语言

创作不易，望得到各位佬们的互三呦

一.字符函数

在C语言中有一些函数是专门为字符设计的，这些函数的使用都需要包含一个头文件<ctype.h>

如：(注：以下函数原型都很相似，都为int 函数（int 字符）)

函数

iscntrl 检查字符是否为可控制字符

isspace 检查字符是否为一个空格、制表符、换行，换页’\f‘或回车

isdigit 检查字符是否为数字’0‘-’9‘

isxdigit 检查字符是否为16进制的字符包括所有10进制数字，小写字母，a-f，大写字符A-F

islower 检查字符是否为小写字母

isupper 检查字符是否为大写字母

isalpha 检查字符是否为可打印字符

isalnum 检查字符是否为字母或十进制数字

ispunct 检查字符是否为可打印标点字符（不属于数字和字母的图形字符）

isgraph 检查字符是否为可打印字符（不包括空格）

isprint 检查字符是否为可打印字符（包括空格）

以上函数当条件满足时的返回值都为非0的整数

如： islower(c),如果c是小写字母，返回非零整数，不是小写字母就返回0

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
	printf("%d", islower('b'));
}

二.字符转换函数

C语言提供了两种字符转换函数

1.int tolower(int c) 将传进去的大写字母转换为小写

2. int upper(int c) 将传进去的小写字母转换为大写

如：

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
	printf("%c", tolower('A'));//将大写字母转小写，如果不为大写字母则不改变
}

三.字符串函数及字符串模拟

这里字符串函数包含的头文件都为string.h

一.strlen函数

函数原型：size_t strlen (const char*str)

头文件：string.h

功能：计算字符串长度（字符串以‘\0’为结束标志，strlen函数返回的是在字符串中‘\0’前面面出现的字符个数）

注意:1.参数指向的字符串必须以'\0'为结束标志，否则不知道字符串在哪里结束，返回随机值

2.函数的返回值为size_t , 是无符号的（下面会举相关例题）

就strlen的返回值有一个例题：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	const char* str1 = "acbdh";
	const char* str2 = "ads";
	if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
	{
		printf(">");
	}
	else
	{
		printf("<");
	}
	return 0;
}

这里很多人会认为输出的是<，但实际输出的是>,为什么呢？其实是以为strlen的返回值为size_t,其表示的数都为无符号数，也就是表示的为正数，比如-1，因为返回类型为size_t，其最高位的符号为表示的就为2的32次方，而不是表示正负号。

strlen函数模拟实现

方法1：指针减指针，指针减指针表示的是两个指针之间相差的元素个数


#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(char*str)
{
	assert(str);//防止str为空指针，包含头文件为assert.h
	char* p = str;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
	}
	return str - p;
}
int main()
{
	const char* str1 = "acbdh";
	printf("%zd", my_strlen(str1));
	return 0;
}

方法2：计数器方式，用count记录元素个数

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);//防止str为空指针，包含头文件为assert.h
	int count = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
		count++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	const char* str1 = "acbdh";
	printf("%zd", my_strlen(str1));
	return 0;
}

方法3：递归方式

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);//防止str为空指针，包含头文件为assert.h
	if (*str == '\0')
		return 0;
	return my_strlen(str + 1) + 1;
}
int main()
{
	const char* str1 = "acbdh";
	printf("%zd", my_strlen(str1));
	return 0;
}

二.strcpy函数

函数原型：char* strcpy(char* destination ,const char* source)

功能：把源字符串复制到目标字符串

注意：1.源字符必须以‘\0’结束

2.会将源字符串的‘\0’拷贝到目标空间

3.目标空间足够大，以确保能够存放源字符串

4.目标空间必须可修改

strcpy的模拟实现


#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* str1, char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	char* s = str1;
	while (*str1++ = *str2++);//先解引用在++
	return s;
}
int main()
{
	char str1[] = "acbdh";
	char* str2 = "acb";
	printf("%s", my_strcpy(str1,str2));
	return 0;
}

三.strcat函数

函数原型：char* strcat(char*dest,const char*str)

功能：将两个字符串拼接起来,将str拼接到dest上

注意：1.源字符串必须以'\0'结束

2.目标字符串中也得有‘\0’,否则没办法知道从哪里开始拼接

3.目标空间足够大，能容纳下源字符的内容

4.目标空间必须可修改

strcat模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* str1,const char*str2)
{
	assert(str1&&str2);//防止str为空指针，包含头文件为assert.h
	char* s = str1;
	while(*str1)
	{
		str1++;
	}
	while (*str1++ = *str2++);//当*str2为'\0'时表达式结果为假
	return s;

}
int main()
{
	char str1[20] = "acbdh";
	const char* str2 = "sad";
	printf("%s", my_strcat(str1,str2));
	return 0;
}

四.strcmp函数

函数原型：int strcmp(char*str1,char*str2)

功能:比较两个字符串的大小，若第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字

第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字

第一个字符串等于第二个字符串，则返回0

注意：比较两个字符串大小是用ascii值比较，一个一个字符比较

strcmp函数模拟

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int  my_strcmp(char* str1,const char*str2)
{
	assert(str1&&str2);//防止str为空指针，包含头文件为assert.h
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')//代表*str1和*str2都为'\0'
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}
int main()
{
	const char *str1 = "acbdh";
	const char* str2 = "sad";
	printf("%d", my_strcmp(str1,str2));
	return 0;
}

五.strncpy函数

函数原型：char* strncpy(char* destination,char *source,size_t num)

功能：拷贝num个字符从源字符串到目标空间

注意：如果源字符串的长度小于num,则拷贝完源字符后，到目标空间的后边追加'\0',直至num个

strncpy函数模拟

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include<assert.h>
char* my_strncpy(char* str1, const char* str2, size_t n)
{
	assert(str1 && str2);
	char* s = str1;
	for(int i=0;i<n && str2!='\0';i++)
	{
		*str1++ = *str2++;
	}
	*str1 = '\0';
	return s;
}
int main()
{
	char str1[20]="name ";
	char str2[20]="str";
	printf("%s", my_strncpy(str1, str2, 1));
}

六.strncat函数

函数原型：char*strncat(char* destination ,const char*source ,size_t num)

功能：将source指向字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，再追加⼀个 \0 字符

注意：如果source 指向的字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中到'\0'的内容追加到destination指向的字符串末尾

strncat模拟

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strncat(char* dest, char* str, size_t n)
{
	assert(dest && str);
	int i;
	char* s = dest;
	while (*dest != '\0')
	{
		dest++;
	}
	for (i = 0; i < n && str[i] != '\0'; i++)
	{
		dest[i] = str[i];
	}
	dest[i] = '\0';
	return s;
}
int main()
{
	char str[] = { "abcd" };
	char dest[20] = { "mnkj***\0***" };
	char* ret = my_strncat(dest, str, 2);
	printf("%s", ret);
}

七.strncmp函数

函数原型：（const char*str1, const char*str2,size_t num）

功能：比较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续往后⽐较，最多比较num个字⺟，如果提前发现不一样，就提前结束。如果num个字符都相等，就是相等返回0，如果str字符串<str2字符串，就返回小于0的数，反之，返回大于0的数

strncmp函数模拟

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int  my_strncmp(const char* str1, const char* str2,size_t num)
{

	assert(str1 && str2);//防止str为空指针，包含头文件为assert.h
	while (*str1 == *str2&& num--)
	{
		if (*str1 == '\0')//代表*str1和*str2都为'\0'
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	if (num == 0)
	{
		return 0;
	}
	return *str1 - *str2;
}
int main()
{
	const char* str1 = "afbdh";
	const char* str2 = "afbh";
	printf("%d", my_strncmp(str1, str2, 9));
	return 0;
}

八.strstr函数

函数原型：char* strstr(const char *str1,const char*str2)

功能：返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置

strstr函数模拟

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	const char* p1 = NULL;
	const char* p2 = NULL;
	const char* cur = str1;
	if (*str2 == '\0')
		return str1;
	while (*cur)
	{
		p1 = cur;//记录str1开始的起始位置
		p2 = str2;//记录str2的位置
		while (*p1 == *p2 && *p1 != '\0' && *p2 != '\0')
		{
			p1++;
			p2++;
		}
		if (p2 == '\0')
		{
			return (char*)cur;//将const char*强转
		}
		if (*p1 == '\0')
		{
			return NULL;
		}
		cur++;//起始位置不可以，刷新起始位置
	}
	return NULL;

}
int main()
{
	char a[] = { "abbbcde" };
	char b[] = { "bc" };
	printf("%s", my_strstr(a, b));
}

九.strtok函数

函数原型：char* strtok(char*str1, const char*str2)

功能：将str1进行分割，str2中包含分割符（第⼀个参数指定⼀个字符串，它包含了0个或者多个由str2字符串中⼀个或者多个分隔符分割的标记）

注意：1.strtok函数找到str1中出现的分割符，将其标记，并将其之前的字符串⽤ \0 结尾，返回⼀个指向这个标记的指针，下次用的时候第一个参数为NULL。（注： strtok函数会改变被操作的字符串，所以在使⽤strtok函数切分的字符串⼀般都是临时拷贝的内容并且可修改。）

2.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。

3.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。

4.如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

strstr使用示例

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char a[] = { "zhju.sj@sj" };
	char* sep = ".@";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(a, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
}

九.strerror函数

函数原型：char*strerror (int errnum)

功能：strerror函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回来。在不同的系统和C语言标准库的实现中都规定了⼀些错误码，⼀般是放在 errno.h 这个头文件中说明的，C语言程序启动的时候就会使⽤一个全面的变量errno来记录程序的当前错误码，只不过程序启动的时候errno是0，表示没有错误，当我们在使用标准库中的函数的时候发生了某种错误，就会讲对应的错误码，存放在errno中，而⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是有对应的错误信息的。strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。