C语言中对字符和字符串的处理很频繁,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数组

字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数

本章重点介绍处理字符串函数的库函数的使用和注意事项


一、字符串函数

这些函数都要引头文件:#include

1.1 strlen

size_t strlen(const char *str)

(1)库函数,是用来求字符串长度的,本质上统计的是字符串中\0之前的字符的个数(不包括’\0‘)

(2)参数指向的字符串(传地址)必须要以 ‘\0’ 结束

(3)注意函数的返回值为size_t,是无符号的(易错)


下面看看这个代码:思考一下结果是什么?

#include#includeint 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;}

【答案】:srt2>str1

【解释】:两个无符号数相减得到的还是无符号数,那么一个小的数减去一个大的数还是得不到负数,所以就会打印srt2>str1

【改进】:将size_t类型强转为int类型

if ((int)strlen(str2) – (int)strlen(str1) > 0)


strlen函数的三种模拟实现:

(1)计数器:

size_t my_strlen(const char* str){int count = 0;while (*str++){count++;}return count;}

(2)递归:

size_t my_strlen(const char* str){if (*str)return my_strlen(str+1) + 1;elsereturn 0;}

(3)指针-指针

size_t my_strlen(const char* str){char* p = str;while (*p){p++;}return p - str;}

1.2 strcpy

char* strcpy(char * destination, const char * source )

source所指向的字符串复制到destination,而且会覆盖destination中的字符(字符串拷贝)

(1) 源字符串必须以 ‘\0’ 结束

(2)会将源字符串中的 ‘\0’ 拷贝到目标空间(不然找不到‘\0’没法结束,就可能会导致数组越界)

(3)目标空间必须足够大,以确保能存放源字符串

(4)目标空间必须可变

(5)返回值是目标空间的地址(参数前面是目标字符串的地址,后面是源头字符串的地址)


验证strcpy会将源字符串中的’\0’拷贝到目标空间:

#include#includeint main(){char arr1[20] = "WORLDGOOD";char arr2[] = "HELLO";strcpy(arr1, arr2);printf("%s\n", arr1);return 0;}

未strcpy前的arr1:

strcpy后的arr1: 可以看到下标为5的元素就是’\0′


当目标空间为常量字符串时,不满足条件(4),那么就会出现错误:

#include#includeint main(){char* p = "abcdefghi";//常量字符串char arr2[] = "HELLO";strcpy(p, arr2);//errprintf("%s\n", p);return 0;}

strcpy函数的模拟实现:
#includechar* my_strcpy(char* dest, const char* src){char* ret = dest;assert(dest && src);//防止dest和src是空指针while (*dest++ = *src++){;}return ret;}

1.3 strcat

char * strcat(char * destination ,const char * source)

source所指向的字符串追加到destination所指向的字符串的结尾(字符串追加)

内部逻辑:

找到destination的末尾’\0′

再把source的内容追加到destination的后面,会把前面字符串的’\0’覆盖

(1)源字符串必须以’\0′结束(’\0’也会追加过去)

(2)目标空间必须足够大,而且必须可以修改

(3)目标字符串中也得有’\0′,保证可以找到目标空间的末尾进行追加

(4)字符串不能自己给自己追加:这样会进入死循环,前面的’\0’被覆盖了,没有’\0’无法结束


strcpy函数的模拟实现:

找到目标空间的末尾

数据的追加(跟strcpy函数一样)

char* my_strcat(char* dest,const char* src){char* ret = dest;assert(dest && src);//1.找到目标空间的末尾while (*dest != '\0'){dest++;}//2.数据的追加(跟strcpy函数一样)while (*dest++ = *src++){;}return ret;}

1.4 strcmp

int strcmp (const char * str1,const char *str2)

(string compare)字符串比较函数

(1)不是比较长度,而是比较对应位置字符的大小(也就是ACSII值)

eg: str1=”abcdef“ str2=“abq”

在这个两个字符串前面两个字符都一样,但是到第三个字符位置上,str1是c,str2是q,q的ACSII值大于c,那么最后str1<str2

(2)标准规定:

str1>str2,则返回大于0的数

str1<str2,则返回小于0的数

str1和str2相等,则返回等于0的数

在VS中返回值就是-1,0,1,但是其他编译器就不一定


strcmp函数的模拟实现:

(1)初阶版:

#includeint 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;}}

(2) 进阶版:这样简化了很多,而且返回值不只是1或者-1

#includeint my_strcmp(const char* str1, const char* str2){assert(str1 && str2);while (*str1==*str2){if (*str1 == '\0')return 0;str1++;str2++;}return *str1 - *str2;}

上面介绍的都是长度不受限制的字符串函数(strcpy,strcat,strcmp)

下面再来学习一下长度受限制的字符串函数:(strncpy,strncat,strncmp)

2.1 strncpy

char * strncpy(char * destination,const char *source,size_t num)

拷贝num个字符从源字符串到目标空间

(1)如果源字符串的长度小于num,则拷贝完源字符串之后,在目标空间的后面追加’\0′,直到num个

#include#includeint main(){char arr1[20] = "XXXXXXXXXXXXX";char arr2[] = "abc";strncpy(arr1, arr2, 6);printf("%s\n", arr1);return 0;}

我们可以看到arr2只有四个元素,但是要传6个字符,那么就自动在后面补上’\0’,直到补到num个为止(这里printf打印arr1时,后面的XXXX是不会打印的,因为字符串遇到‘\0’就结束了,就不会再向后走了)


2.2 strncat

char * strncat(char * destination,const char *source,size_t num)

如果num大于源字符串的长度,只会追加源字符串的长度

#include#includeint main(){char arr1[20] = "abc\0xxxxxxxxxxxxx";//一定要有\0,不然找不到字符串的末尾char arr2[] = "defghi";strncat(arr1, arr2, 10);printf("%s\n", arr1);return 0;}

2.3 strncmp

int strncmp(const char * str1, const char *str2)

比较到出现另一个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完、

#include#includeint main(){char arr1[] = "abczef";char arr2[] = "abcqw";int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);printf("%d\n", ret);return 0;}

3.1 strstr

char * strstr (const char * str1,const char *str2)

string string 在字符串中找字符串

(1)strstr会返回str1中str2第一次出现的位置(多次出现只会返回第一次出现的地址)

如果str1中没有str2,就返回NULL

eg:代码结果:defghi

#include#includeint main(){char arr1[] = "abcdefghi";char arr2[] = "def";char* ret = strstr(arr1, arr2);if (ret == NULL){printf("找不到\n");}else{printf("%s\n", ret);}return 0;}
strstr函数的模拟实现:

(1)得有一个指针(cp)记录从哪开始str1和str2相匹配了

(2)对于str1=”abbbcdef\0″ str2=”bbc\0”就没有那么简单了(当str1指向第三个b时,发现str2对应的不是b而是c,那么有得重新开始,所以还得有个指针指向str2的头部得以返回)

我们就考虑再加两个指针s1和s2分别去遍历str1和str2,str1和str2就指向这两个字符串的头部

#include#includeconst char *my_strstr(const char* str1, const char* str2){const char* cp=str1;//记录开始匹配的位置const char* s1 ;const char* s2 ;//分别去遍历字符串assert(str1 && str2);if (*str2 == '\0')return str1;//空字符串是所有字符串的子字符串while (*cp)//如果str1是空字符就是直接跳出循环{s1 = cp;//重新开始s1就得从cp开始s2 = str2;//s2从str2开始while (*s1&&*s2&& *s1 == *s2)//s1和s2不相等或者都为0就停下来{s1++;s2++;}if (*s2 == '\0')return cp;cp++;//s1和s2不相等就cp向后走一个位置}return NULL;//找不到返回空指针}

这个strstr的模拟实现是一种暴力求解的方式,算法不够高效,有兴趣可以去研究KMP算法


3.2 strtok

char * strtok (char *str ,const char *sep)

这个函数是用来切割字符串

eg:shenyu@yeah.net(yeah是域名,.net是后缀)//@和.就切割了字符串

192.168.101.23 //IP地址,点分十进制

(IP地址本来是一个无符号整数,这个整数不方便记忆,所以将这个整数转化为点分十进制的表示方式)

(1)sep参数是个字符串,定义了用作分隔符的字符集合

(2)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

(3)strtok函数找到str中的下一个标记,并将其用 \0 结尾(把这个标记改为‘\0′),返回一个指向这个标记的指针(有记忆功能)(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)

(4)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(第一次传参:s = strtok(arr, p))

(5)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(后面传参:s = strtok(NULL, p))

(6)如果字符串中不存在更多的标记,则返回 NULL 指针

理解怎么使用:

#include#includeint main(){char arr[] = "shenyu@yeah.net";char buf[200] = { 0 };strcpy(buf, arr);//拷贝一份char* p = "@.";char* s = strtok(buf, p);printf("%s\n", s);s = strtok(NULL, p);printf("%s\n", s);s = strtok(NULL, p);printf("%s\n", s);return 0;}

代码结果:

奇葩的函数:第一次调用和后面的调用传递的参数不一样

真正使用strtok函数的代码:这个代码的结果和上面一样,for直接打印所有分割的字符

#include#includeint main(){char arr[] = "shenyu@yeah.net";char buf[200] = { 0 };strcpy(buf, arr);//拷贝一份char* p = "@.";char* s = NULL;for (s = strtok(arr, p); s != NULL; s = strtok(NULL, p)){printf("%s\n", s);}return 0;}

3.3 strerror

char * strerror (int errnum)

错误码翻译错误信息,返回错误信息的字符串的起始地址

当使用库函数或者进行整个的软件设计的过程中,可能会有错误码 eg:404

C语言中使用库函数的时候,如果发生错误,就会将错误码放在errno的变量中

errno是一个全局的变量,可以直接使用的 eg:0,1,2,3,4,5…

下面我们来看看错误码对应的错误信息:

#includeint main(){for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d: %s\n", i, strerror(i));}return 0;}

结果如下:

再来个打开文件的例子:

fopen以读的形式打开文件
如果文件存在,打开成功
如果文件不存在,打开失败

用errno变量要引头文件:#include

#include#include#includeint main(){FILE *pf=fopen("add.txt", "r");if (pf == NULL){printf("打开文件失败,原因是:%s\n", strerror(errno));return 1;}else{printf("打开文件成功\n");}return 0;}

拓展:perror函数:直接打印错误所对应的错误信息

相当于printf+strerror(打印规则:自定义信息+xxxxx)

#includeint main(){FILE *pf=fopen("add.txt", "r");if (pf == NULL){perror("打开文件失败");}else{printf("打开文件成功\n");}return 0;}


二、字符分类函数:

这些函数都需要引头文件:#include

函数如果他的参数符合以下条件就返回真
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,包括所以十进制数字,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

eg1:判断一个字符是否是小写字母 int islower (int c)

#includeint main(){char ch = 'w';if (islower(ch)){printf("小写\n");}else{printf("非小写\n");}return 0;}

eg2:判断一个字符是不是十六进制数字

#includeint main(){int ret = isxdigit('q');printf("%d\n", ret);return 0;}

三、字符转换函数

这些函数都需要引头文件:#include

int tolower(int c);

int toupper(int c);

eg1:大写转小写,小写转大写

#includeint main(){int ret = tolower('a');printf("%c\n", ret);//Aret = tolower(ret);printf("%c\n", ret);//areturn 0;}

eg2:字符串大写字母全部转为小写

#includeint main(){char arr[] = "Test String.\n";char* p = arr;while (*p){if (isupper(*p)){*p = tolower(*p);}p++;}printf("%s", arr);return 0;}

本次内容就到此啦,欢迎评论区或者私信交流,觉得笔者写的还可以,或者自己有些许收获的,麻烦铁汁们动动小手,给俺来个一键三连,万分感谢 !