在c语言中，有非常多的库函数，比如我们经常使用的scanf和printf，除此之外，还有一些非常实用的函数，比如我们之前使用的qsort排序函数，可以对任意数据类型进行排序，strlen函数，可以计算字符串的长度，这次，我们就来了解一些和字符串以及内存相关的函数，掌握了这些函数，可以让我们在写代码时变得非常方便
目录
1.字符串函数
1.1strlen
1.2.strcpy
1.3.strcat
1.4.strcmp
1.5.strncpy
1.6.strncat
1.7.strncmp
1.8.strstr
1.9.strtok
1.10.strerror
1.11.字符分类函数
1.12.字符转换函数
2.内存函数
2.1.memcpy
2.2memmove
2.3.memcmp
2.4.memset
1.字符串函数
1.1strlen
strlen函数是用来求字符串长度的，在我们日常写代码里也经常使用，我们之前也模拟写过strlen函数，有三种方法实现，我们先来看看这三种方法的区别
int my_strlen1(const char* str) {
assert(str != NULL);
int count = 0;
while (*str != '\0') {
count++;
str++;
}
return count;
}这种实现方法非常简单，就是遍历一遍字符串，数个数，就不多介绍
int my_strlen2(const char* str) {
assert(str != NULL);
if (*str != '\0') {
return 1 + my_strlen2(str + 1);
}
else {
return 0;
}
}第二种方法就是使用递归，如果当前位置不为\0，就返回1+strlen(下一个位置），为\0时返回0即可
int my_strlen3(const char* str) {
const char* start = str;
assert(str != NULL);
while (*str) {
str++;
}
return str - start;
}第三种方法就是指针减指针了，指针减指针是两个地址之间的元素个数
大家会发现，我们的三种方法，返回值类型都是int，我们看看库里边的实现是什么
我们可以看到，库里边的返回值类型为size_t，size_t是无符号整形，strlen是求字符串长度，求出的长度是不可能为负数，所以使用了size_t，不过这也有利有弊，我们看个例子
我们发现，这是一个非常诡异的现象，明明abc比abcdef要短，为什么会输出>呢？
这是因为3-6=-3，但是strlen函数返回值为size_t，两个无符号数相减也会被当做一个无符号数，而-3看做无符号数时，是一个非常大的正数，所以是大于0的，但如果这里是int，就不会出现这种问题，但是库函数这么选择，也有他的道理，我们在设计函数时，要想清楚他应用的场景，要想清楚这些关系，不要一味的追求哪一种更好，要分析清楚利害关系
我们来看看strlen的一些细节
字符串已经 '\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
1.2.strcpy
strcpy也是我们熟悉的一个函数，是字符串拷贝，我们来看看他的一些细节
我们可以看到，用strcpy拷贝字符串时，会把arr2里的\0也拷贝到arr1里
当我们提前放入\0时，字符串拷贝也会提前停止，并不会将\0之后的内容也拷贝进去
使用strcpy函数必须保证目标空间足够大
当我们把字符串拷贝到指针时程序也会发生崩溃，这是因为p所指向的字符串是常量字符串，常量是不能被修改的，我们必须保证目标是可修改的，所以我们使用的是数组
我们来看看strcpy的库函数
接着我们来模拟实现strcpy
char* my_strcpy(char* dest,const char* src) {
char* ret = dest;
assert(dest && src);
while (*dest++ = *src++) {
;
}
return ret;
}dest代表目标空间，src代表原空间，因为我们要把src拷贝到dest里，所以我们不需要改变src，于是我们加上const，断言可以帮助我们判断是否为空，接着就是进行拷贝，拷贝完后，因为dest的起始位置发生变化，所以我们需要一个变量来记录dest的起始位置，然后我们把他返回即可
我们来总结一下strcpy的细节
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。
目标空间必须可变
1.3.strcat
strcat可能就有人不知道了，这是字符串连接函数，我们先看看他的使用
strcat可以把arr2的内容拼接到arr1之后，我们来看看他的库函数
strcat的参数和返回类型，和strcpy是一样的 ，都是将原数据xx到目标数据xx，我们来看strcat的细节
strcat的拼接，是将原字符串从目标字符的\0开始替换，然后将剩余的拼接上去
源字符串必须以 '\0' 结束
目标空间必须足够大，能容纳下源字符串的内容
目标空间必须得有\0
目标空间必须可修改
接着我们来模拟实现strcat
char* my_strcat(char* dest,const char* src) {
assert(dest && src);
char* ret = dest;
while (*dest) {
dest++;
}
while (*dest++ = *src++) {
;
}
return ret;
}我们要将src连接到dest后面，src不需要修改，所以加上const，我们先要找到dest的末尾，也就是\0的位置，所以第一个while就是找到末尾，第二个while就是追加，我们还需要一个变量来记录dest的起始位置，然后返回即可，如果dest里有多个\0，我们会在遇到的第一个\0开始进行追加
另外，我们是可以将字符串常量连接到数组后的
1.4.strcmp
strcmp是字符串比较，我们先来看他的库函数说明
strcmp会对两个字符串进行比较，如果相等返回0，第一个大于第二个会返回>0的数，小于的话返回<0的数，我们来看个例子
a和a是相等，b和b相等，q大于c，所以arr1是<arr2的，会输出<
在vs环境下，会返回的数为1，0，-1，但不是所有的环境下返回值都是这样的
知道了这些，我们来模拟实现一下strcmp
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;
}
}因为是字符串比较，两个字符串都不用修改，所以我们加上const，while循环，我们用来判断str1和str2是否相等，当他俩一值相等的情况下，走到\0的位置，说明这两个字符串相等，我们返回0，如果中途有不相等的情况，会跳出循环，接着我们根据大小返回1或者-1即可
因为是这个函数并没有规定一定要返回1和-1，所以我们可以把if else语句改为
return *str1 - *str2;在有些编译器里，就是这样做的，切记返回值是大于0的数，小于0的数和0，而不是1，0，-1
我们上面介绍的这些函数，都是长度不受限制的字符串函数，比如字符串拷贝，他会把第二个参数全部拷贝到第一个参数里，一值到\0为止，而因为这个原因，这些函数会让人感觉不安全，比如目标空间不够大时，他们也会继续执行
所以我们接下来介绍长度受限制的字符串函数
1.5.strncpy
我们来看strncpy，是strcpy的升级版，我们先来看他的库函数
strncpy相比strcpy多了一个参数，是我们要拷贝几个字符，我们来看例子
我们发现，我们指定几个字符，strncpy就拷贝几个字符，我们的拷贝完hello后，并没有在hello后加上\0
我们的arr2只有五个字符，但我们指定10的话，不够的位置会补\0
1.6.strncat
同样的，strncat就是strcat的升级版，也是多了一个参数
我们来看例子
我们发现，在第二个图片里，在追加时，在追加结束后，会在后边加上\0
1.7.strncmp
和前面两个一样，strncmp是strcmp的升级版，多了一个参数
我们来看例子
这个函数是比较简单的
1.8.strstr
接着我们来介绍一个特殊的函数，strstr是查找子串函数，我们先来看看他的库函数
strstr是在第一个str里找第二个str，他会返回str2在str1里第一次出现的位置，如果没有找到，会返回一个空指针
接着我们来模拟实现一下strstr
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2) {
assert(str1 && str2);
if (*str2 == '\0') {
return str1;
}
const char* s1 = str1;
const char* s2 = str2;
const char* cp = str1;
while (*cp) {
s1 = cp;
s2 = str2;
while (*s1!='\0' && *s2!='\0'&& * s1 == *s2) {
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0') {
return cp;
}
cp++;
}
return NULL;
}因为是查找字符串子串，我们不需要修改，所以加上const，第一个if语句用来判断特殊情况，如果要查找的子串是空串，我们直接返回str1，cp用来记录每次匹配的起始位置，也就是从str1的起始位置一直走到\0，用cp的位置开始匹配str2，s1和s2用来进行匹配，我们不能直接动用cp进行匹配，否则位置为发现错误，所以借助s1和s2，然后每次匹配完我们把cp赋给s1，str2赋给s2，接着就是匹配，我们在匹配时，s1和s2都可能走到\0，所以我们要加上这个条件，当内层while跳出后，如果s2到了\0，说明匹配成功，我们返回cp即可，否则cp++，如果cp到了\0都没有匹配成功，说明失败，退出外层while，返回NULL,当然我们还有很多细节没有实现，效率不高，我们是暴力求解，但是这样就可以完成strstr的功能了，这样写可能会有警告，如果感觉麻烦，可以在判断特殊情况的if里把str1强制转换为char*，返回的cp也要强制转换为char*
1.9.strtok
strtok也是一个比较奇特的函数，相比strstr，他更加特别，我们来看看他是怎么使用的
我们有12345@qq.com这样一个字符串，他是12345，qq，和com以及@和. 构成，我们想拿到前面三个字符串，就可以使用strtok函数，strtok是字符串分割函数
char * strtok ( char * str, const char * sep );sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合，比如我们上边字符串，@和.就可以看做分割符，第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中一个或者多个分隔符分割的标记
strtok函数找到str中的下一个标记，并将其用 \0 结尾，返回一个指向这个标记的指针。（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。）
意思就是说，strtok会在arr里查找@符，会把@变为\0，然后会返回12345这个字符串的首元素地址，因为strtok会直接修改字符串内容，所以使用时一定要注意
我们可以先用strcpy进行拷贝，然后切割
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。
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。
如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针
意思就是说，strtok的第一个参数可以为空，也可以不为空，不为空时会寻找第一个标记，为空时他会从保存的位置向后寻找下一个标记
所以我们后续要分割时，要传NULL，他会自己记录一个位置，和\0有关，当找不到标记时会返回NULL
我们这样写太麻烦了，如果字符串很长的话，我们不可能这样复制粘贴那么多次，所以我们要这样写
我们使用循环来写，当ret不为空时，就会持续分割打印
1.10.strerror
char * strerror ( int errnum );strerror的作用是返回错误码，所对应的错误信息
c语言的库函数在运行时，如果发生错误，就会将错误码存在一个变量里，这个变量是：errno，是一个全局变量，错误码是一些数字，比如1，2，3，4，5，每一个错误码都对应一个错误信息，我们需要将错误码翻译成信息，我们看几个例子
0对应的就是没有错误，1对应的是操作被拒绝，即没有权限，2对应的是没有这个文件，3对应的是没有这个进程，4对应的是函数被打断，5对应的是输入输出错误，每一个错误码对应一个错误信息的字符串，strerror是返回首字符的地址，用%s即可打印出来，通过错误信息我们就可以明白代码哪里有错误，实际应用里不是这样使用的，我们来看看我们该如何使用
我们用fopen这个函数举例，这是打开文件函数，如果打开成功，返回有效指针，打开失败返回NULL，当他打开失败时，是因为什么原因失败，我们就可以通过strerror知道
fopen如果没有指定位置，会在当前文件夹里寻找文件，我当前的文件夹里并没有text2023.txt这个文件，所以肯定会打开失败，fclose是关闭文件
假如我们这里不知道为什么会打开失败，该怎么办呢？
我们可以把错误信息打印出来，错误码来自于errno，是全局变量，想使用errno需要引入头文件errno.h，我们看此时的错误信息，是没有这个文件，此时我们就明白了为什么会打开错误
接着我们在当前文件下创建test2023.txt这个文件，我们再来打开看看
这次就成功打开了 ，这就是strerror的使用方法，如果有多种错误，我们也可以多次打印，他会按错误顺序打印出来
除了strerror，还有一个函数更加方便
我们直接来看例子
他会先将我们输入的错误信息打印出来，然后会打印一个冒号，然后才会打印错误信息，perror里的内容是我们自定义的错误信息，他会先打印出自定义错误信息，我们可以认为perror是printf加strerror两个函数的组合，这个函数虽然方便，但是他不灵活，无论如何，他都会直接打印出错误信息，所以使用时要注意区别
1.11.字符分类函数
字符分类函数的数量非常多，大家使用里进行查询即可，我们来看看有哪些字符分类函数
函数 如果他的参数符合下列条件就返回真 iscntrl 任何控制字符 isspace 空白字符：空格‘ ’，换页‘\f’，换行'\n'，回车‘\r’，制表符'\t'或者垂直制表符'\v' isdigit 十进制数字 0~9 isxdigit 十六进制数字，包括所有十进制数字，小写字母a~f，大写字母A~F islower 小写字母a~z isupper 大写字母A~Z isalpha 字母a~z或A~Z isalnum 字母或者数字，a~z,A~Z,0~9 ispunct 标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印） isgraph 任何图形字符 isprint 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符
我们来看几个例子
我们来使用判断是否为小写 ，他会接收一个字符，或者ASCII码值，如果是小写字符，会返回一个非0的数字，否则返回0
使用这个函数，需要引入头文件ctype.h
其他函数也都是这样的设计，符合条件返回非0的数，不符合返回0
1.12.字符转换函数
int tolower ( int c );
int toupper ( int c );这两个函数就非常简单，一个是小写转换为大写，一个是大写转换为小写
非常简单，我们就不多介绍
2.内存函数
上面我们介绍了字符函数，比如字符串拷贝，字符串连接等等，但他们只能对字符串使用，我们在使用中，会有很多别的情况，比如我们需要拷贝一个整形数据，就不能使用strcpy进行拷贝，这时我们就需要内存函数
2.1.memcpy
memcpy是内存拷贝函数，我们来看看他的函数原型
我们发现，他的参数是void*，返回值也是void*，这是因为我们可能对任何数据进行拷贝，所以使用了void*，我在上一期博客里详细介绍了void*，大家不了解的话可以去看看
(5条消息) 万字讲解！进阶指针！_KLZUQ的博客-CSDN博客
memcpy和strncpy参数很像，strncpy最后一个参数是拷贝字符的数量，memcpy的最后一个参数是拷贝字节的数量，我们来看个例子
我们将arr1里的5个元素拷贝到arr2里，因为数组是整形， 拷贝5个元素，5*4=20，所以我们拷贝20个字节，我们还可以跳着拷贝，比如我们拷贝3，4，5，6，7到arr2里
我们想怎么拷贝，就怎么拷贝，根据实际需求来看，我们也可以只拷贝17个字节
因为大小端的关系，所以这里数据没有影响
接着我们来模拟实现memcpy函数
void* my_memcpy(void* dest,const void* src, size_t num) {
void* ret = dest;
assert(dest && src);
while (num--) {
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}因为void*指针不能直接使用，所以我们需要强制转换，又因为不确定类型，所以我们只能一个字节一个字节拷贝，所以我们强转为char*类型，然后让dest和src+1，+1时也需要进行强制转换，最后我们再返回起始地址即可
我们还可以这样写，用前置++来完成dest和src的+1操作，但是不能后置++，在某些编译器下是不行的
我们来看看memcpy的一些细节
函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
知道了这些内容，那我们该想想我们代码的一些问题了，如果我们要将arr1里的34567拷贝到arr1的12345的位置，会发生什么呢？
此时就发生了问题，因为1先替换3，2先替换4，我们再要拷贝3时，3已经变成了1，4已经变成了2，那我们该怎么解决呢？
我们可以倒着拷贝，1，2，3，4，5，6，7，8，9，我们先把5拷贝到7的位置，再把4拷贝到6的位置，然后是3到5的位置，依此类推，这样就不会出现问题了，那我们之后拷贝都从后往前拷贝行吗？答案是不行的，如果我们想把3，4，5，6，7拷贝到1，2，3，4，5的位置就会出现我们最开始的问题，所以我们要根据情况的不同，来选择不同的拷贝方式
我们发现当dest的起始位置在src起始位置的左边时，我们需要从前向后拷贝，而其他情况我们则可以从后向前拷贝，而实现这个方法的就是我们的memmove函数
2.2memmove
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。
我们来模拟实现memmove函数
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) {
void* ret = dest;
assert(src && dest);
if (dest < src) {
//前->后
while (num--) {
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else {
//后->前
while (num--) {
*((char*)dest+num)=*((char*)src + num);
}
}
}我们先判断src和dest的位置情况，然后进行if-eles选择，从前向后拷贝和memcpy的逻辑是一样的，从后向前拷贝，我们需要找到末尾位置，while循环的num会先进行-1，比如20变成19，然后再进行拷贝，而起始位置加上此时的num刚好是末尾位置，+1是第二个位置，+19自然是第20的位置，当前在使用src和dest前我们需要将他们强制转换，然后加上num，再解引用即可，此时我们不需要对dest和src进行操作，因为我们是对他们加上了num
其实在vs的环境下，memcpy也是可以对重叠空间进行操作的，效果和memmove是一样的，但是在其他编译器下就不一定了
2.3.memcmp
int memcmp ( const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num );从名字就可以看出，这是内存比较函数，使用方法也是一样的，最后一个参数是字节数，和strcmp是类似的，我们来看个例子
前8个字节是相等的，返回0
当我们比较第9个字节后，arr2是比arr1大的，所以返回<0的数（因为大小端的关系，比较9和比较12是一样的）
2.4.memset
memset是内存设置函数 ，他可以把我们的内存设置为我们想要的内容，但是也是以字节来进行设置的，所以出现的效果和我们想象中的是不一样的，我们来看个例子
比如这样，我们就是把arr数组的前5个字符改为x
接着我们把world改为y
我们还可以用0填充，不过改为0后就什么都看不到了
我们要把数组里10个0全部改为1，10个整形40个字节，我们这样写会出现这种情况，我们把数字改为16进制大家就明白了
这就是我们说的memset是按字节为单位来修改的原因，我们再通过内存来看
以上就是我们的全部内容，希望大家可以有所收获
如有错误，还请指正
