库函数
函数介绍及模拟实现
1.1strlen
1.2strcpy
1.3strcat
1.4strcmp
1.5strncpy
1.6strncat
1.7strncmp
1.8strstr
1.9strtok
1.10strerror
1.11memcpy
1.12memmove
1.13memcmp
小结
本章重点:
重点介绍处理字符串和字符串的库函数的使用和注意事项
函数介绍及模拟实现
1.1strlen
size_t strlen ( const char * str );
- 字符串已经以'\0'作为结束标志,而strlen函数的功能是返回在字符串中'\0'前面出现的字符个数(不包括'\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,是无符号整形(易错)。
- strlen函数的模拟实现。
示例>
#include <stdio.h>
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;
}
运行结果>
strlen函数实现有三种方式:
- 常规
- 指针运算
- 递归实现
模拟实现>
/*模拟实现strlen*/
//常规
size_t my_strlen1(char* str)
{
assert(str);
size_t count = 0;
while (*str)
{
str++;
count++;
}
return count;
}
//指针运算
size_t my_strlen2(char* str)
{
assert(str);
char* strat = str;
while (*str)
{
str++;
}
return str - strat;
}
//递归实现
size_t my_strlen3(char* str)
{
assert(str);
if (*str)
return 1 + my_strlen3(str + 1);
else
return 0;
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
size_t ret = my_strlen1(arr);
printf("%d\n", ret);
ret = my_strlen2(arr);
printf("%d\n", ret);
ret = my_strlen3(arr);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
这里的assert函数是判断传递过来的指针是否为空,如果为空直接终止程序报告错误。
运行结果>
1.2strcpy
char * strcpy ( char * destination, const char * source );
- 将源指向的C字符串复制到目标指向的数组中,包括结束空字符(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。
- 目标空间必须可变
- 模拟实现
int main()
{
char str[20] = "";
char* p = "hello world!";
strcpy(str, p);
printf("%s", str);
return 0;
}
模拟实现>
/*模拟实现strcpy*/
char* my_strcpy( char* str1,const char* str2)
{
char* ret = str1;
assert(str1 && str2);
while (*str1++ = *str2++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char str[20] = "";
char* p = "hello world!";
my_strcpy(str, p);
printf("%s", str);
return 0;
}
结果跟上面例子相同。
1.3strcat
char * strcat ( char * destination, const char * source );
- 将源字符串的副本追加到目标字符串。destination中的终止空字符将被source的第一个字符覆盖,并且在destination中由两者连接形成的新字符串的末尾包含一个空字符。
- 源字符串必须是以’\0‘结束。
- 目标空间必须足够大,能容纳下源字符串的内容。
- 目标空间必须可修改。
- 字符串自己给自己追加又如何呢?
模拟实现>
/*模拟实现strcat*/
char* my_strcat(char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
char* ret = str1;
while (*str1)
{
str1++;
}
while (*str1++ = *str2++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr[20] = "hello";
char* p = " world!";
my_strcat(arr, p);
printf("%s", arr);
return 0;
}
运行结果 >
那自己追加自己会发生什么呢?
我们来写代码演示演示(这里还是用我们的my_strcat)>
char* my_strcat(char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
char* ret = str1;
while (*str1)
{
str1++;
}
while (*str1++ = *str2++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr[20] = "hello";
my_strcat(arr, arr);
printf("%s", arr);
return 0;
}
我们可以看到程序挂掉了,那为什么会挂掉呢?
我们来画图解释一下>
1.4strcmp
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
- 这个函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们相等,则继续执行尾随对,直到字符不同或到达终止空字符为止。
- 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,则返回大于0的数字。
模拟实现>
/*模拟实现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;
}
}
int main()
{
char arr1[] = "abr";
char arr2[] = "abqde";
int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
if (ret == 0)
printf("相同\n");
else if (ret > 0)
printf("arr1>arr2\n");
else
printf("arr1<arr2\n");
return 0;
}
运行结果>
当然我们目前学习了strcpy、strcat、strcmp,这些都是不太安全的,一次性全部拷贝完、一次性全部追加完、一次性全部比较完,这些都不是很安全,那么接下来我们要学习一些相对于上面那三个比较安全一点的。strncpy、strncat、strncmp,这三个函数的功能和上面的一样,不同的是参数多了一个n,来确定每次拷贝几个字符、每次追加几个字符、每次比较几个字符。接下来我们来模拟实现一下这三个函数。
1.5strncpy
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
- 将源文件的第一个num字符复制到目标文件。如果在拷贝num个字符之前找到源C字符串的结尾(以nullcharacter为标志),则destination将被填充为0,直到总共写入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,则拷贝完源字符串后,在目标的后面追加0,知道num个。
模拟实现>
char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
size_t i = 0;
for (i = 0; i < num; i++)
{
*dest = *src;
dest++;
src++;
}
return ret;
}
int main()
{
char str1[] = "abcdefg";
char str2[20] = { 0 };
my_strncpy(str2, str1, 5);
printf(str2);
return 0;
}
运行结果>
1.6strncat
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
- 将源文件的第一个num字符附加到目标文件,加上一个终止空字符。
- 如果source中C字符串的长度小于num,则只复制到结束空字符的内容。
模拟实现>
char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
while (*dest)
{
dest++;
}
size_t i = 0;
for (i = 0; i < num; i++)
{
*dest = *src;
dest++;
src++;
}
return ret;
}
int main()
{
char str1[20] = "abcd";
char str2[20] = "efghigk";
my_strncat(str1, str2, 4);
printf(str1);
return 0;
}
运行结果>
1.7strncmp
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
- 将C字符串stri的最多num个字符与C字符串str2的字符进行比较。这个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,则继续处理下面的对,直到字符不同,直到到达一个终止null字符,或直到两个字符串中num字符匹配,以先发生的为准。
模拟实现>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2,size_t num)
{
assert(str1 && str2);
size_t i = 0;
for (i = 0; i < num; i++)
{
if (*str1 > *str2)
return 1;
else if (*str1 < *str2)
return -1;
str1++;
str2++;
}
if (*str1 == *str2)
return 0;
}
int main()
{
char arr1[] = "abqsg";
char arr2[] = "abqde";
int ret = my_strcmp(arr1, arr2,4);
if (ret == 0)
printf("相同\n");
else if (ret > 0)
printf("arr1>arr2\n");
else
printf("arr1<arr2\n");
return 0;
}
运行结果>
1.8strstr
const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );
- 返回指向str1中str2第一次出现的指针。如果str2不是stri的一部分,则为空指针。
模拟实现(暴力算法)>
/*模拟实现strstr*/
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 && str2);
if (*str2 == '\0')
return (char*)str1;
const char* s1 = NULL;
const char* s2 = NULL;
const char* cp = str1;
while (*cp)
{
s1 = cp;
s2 = str2;
while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2)
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
{
return (char*)cp;
}
cp++;
}
return NULL;
}
int main()
{
char* str1 = "acdbbbcdefa";
char* str2 = "bbc";
char* ret = my_strstr(str1, str2);
if (ret == NULL)
printf("没找着\n");
else
{
printf("%s", ret);
}
return 0;
}
运行结果>
1.9strtok
char * strtok ( char * str, const char * delimiters );
- sep参数是个字符串,定义了用作分隔符的字符集合
- 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。) - 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。
代码演示>
int main()
{
char arr[] = "192#168.120.85";
char* p = "#.";
char buf[20] = { 0 };
strcpy(buf, arr);
char* ret = strtok(buf, p);
printf("%s\n", ret);
ret = strtok(NULL, p);
printf("%s\n", ret);
ret = strtok(NULL, p);
printf("%s\n", ret);
ret = strtok(NULL, p);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
也可以使用for循环>
int main()
{
char arr[] = "192#168.120.85";
char* p = "#.";
char buf[20] = { 0 };
strcpy(buf, arr);
char* ret = NULL;
for (ret = strtok(buf, p); ret != NULL; ret=strtok(NULL, p))
{
printf("%s\n", ret);
}
return 0;
}
结果和上面相同。
1.10strerror
char * strerror ( int errnum );
返回错误码,所对应的错误信息
- C语言的库函数在运行的时候,如果发生错误,就会将错误码存在一个变量中,这个变量是:errno
- 错误码是一些数字:1 2 3 4 5
- 我们需要讲错误码翻译成错误信息
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 |
字符转换>
int tolower ( int c );
int toupper ( int c );
1.11memcpy
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
- 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
模拟实现>
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;
}
int main()
{
char arr[] = {"hello world!"};
int arr1[20] = {0};
my_memcpy(arr1, arr, 12);
printf("%s", arr1);
return 0;
}
1.12memmove
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
模拟实现>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dest;
assert(dest && src);
if (dest < src)
{
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else
{
while (num--)
{
*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
}
}
return ret;
}
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
my_memmove(arr+2, arr, 16);
int i = 0;
for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
1.13memcmp
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );
- 比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节
- 返回值如下:
代码演示>
int main()
{
char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
int n;
n = memcmp(buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));
if (n > 0)
printf("'%s' is greater than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
else if (n < 0)
printf("'%s' is less than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
else
printf("'%s' is the same as '%s'.\n", buffer1, buffer2);
return 0;
}
小结
今天我们学习了字符串操作函数(库函数)的理解、实现、模拟,相信大家看完有一定的收获。
种一棵树的最好时间是十年前,其次是现在! 把握好当下,合理利用时间努力奋斗,相信大家一定会实现自己的目标!加油!创作不易,辛苦各位小伙伴们动动小手,三连一波💕💕~~~,本文中也有不足之处,欢迎各位随时私信点评指正!
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