C语言.字符函数与字符串函数

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

这些函数的使用方法非常类似，就那一个来举例，其他非常的类似：

int islower(int c);
1

• 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。

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。

//方法1
#include 
#include 

int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Hello World\n";
	char c;
	while (str[i])
	{
		c = str[i];
		if (islower(c))
			c = c - 32;

			putchar(c);//HELLO WORLD
			i++;
	}

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

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)//将参数传进出的大写字母转小写
int toupper(int c)//将参数传进出的小写字母转大写
1
2

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。

//方法2：
#include 
#include 

int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Hello World\n";
	char c;
	while (str[i])
	{
		c = str[i];
		if (islower(c))
			c = toupper(c);

		putchar(c);//HELLO WORLD
		i++;
	}

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

3.strlen 的使用和模拟实现

size_t strlen(const char* str);
1

1. 字符串以’\0’作为结束标志，strlen函数返回是在字符串中’\0’前面的字符个数
2. 参数指向的字符串必须要以’\0’结束
3. 函数的返回值为size_t，是无符号的
4. strlen的使用需要包含头文件(string.h)

#include 
#include 

int main()
{
	const char* str1 = "abcdef";
	const char* str2 = "bbb";

	if (strlen(str2) - strlen(str1))
	{
		printf("str2>str1\n");//str2>str1
	}
	else
	{
		printf("str2);
	}

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

strlen的模拟实现：
方法1：

#include 
#include 
#include 

//计算器的实现
int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str);
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen(str);

	printf("%d\n", ret);//6

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

方法2：

#include 
#include 
#include 

//不能创建临时变量计数器，利用递归的方式来解决
int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}

int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen(str);

	printf("%d\n", ret);//6

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

方法3：

#include 
#include 
#include 

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

int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen(str);

	printf("%d\n", ret);//6

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

4.strcpy 的使用和模拟实现

 char* strcpy(char * destination, const char * source );
1

1. Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null character (and stopping at that point).
2. 源字符必须以’\0’结束
3. 会将源字符的’\0’拷贝到目标空间中
4. 目标空间必须可修改。

strcpy的模拟实现:

#include 
#include 
//1.参数的顺序
//2.函数的功能
//3.assert
//4.const修饰指针
//5.函数返回值
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[20] = { 0 };
	//拷贝：
	my_strcpy(str2, str1);

	printf("%s\n", str2);//abcdef
	//printf(str2);

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

5.strcat 的使用和模拟实现

1. 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.
2. 源字符串必须以’\0’结束
3. 目标字符串中必须也得有\0，否则没办法知道追加从哪开始
4. 目标空间必须有足够的空间，能够容纳下源字符串的内容
5. 目标空间必须可修改

模拟实现strcat函数：

#include 
#include 

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	//让dest指针走到'\0'位置
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char str1[] = "abc";
	char str2[10] = "cdef";
	//追加
	my_strcat(str2, str1);
	printf(str2);//cdefabc

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

6.strcmp 的使用和模拟实现

1. 第一个字符串大于二个字符串，则返回大于0的数字
2. 第一个字符串等于第二个字符串，则返回0
3. 第一个字符串小于第二个字符串，则返回小于0的数字
4. 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：

#include 
#include 

int my_strcmp(const char* str2, const char* str1)
{
	int ret = 0;
	assert(str1 && str2);
	//比较
	while (*str2 == *str1)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str2 - *str1;
}

int main()
{
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[] = "ace";

	int ret = my_strcmp(str2, str1);
	printf("%d\n", ret);//1

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28

7.strncpy 函数的使用

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
1

1. 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.
2. 作用：拷贝num个字符串到目标空间中。
3. 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，知道num个。

8.strncat 函数的使用

char* strncat(char* destination, const char* source, size_t num);
1

1. Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.(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)。
2. If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminatin null-character is copied.(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)。

#include 
#include 

int main()
{
	char str1[20];
	char str2[20];
	strcpy(str1, "To be ");
	strcpy(str2, "or not to be");
	strncat(str1, str2, 15);
	printf("%s\n", str1);

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

9.strncmp 函数的使用

int strncmp(const char* str1, const char* str2, size_t num);
1

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，大的字符所在的字符串大于另外一个。如果num个字符都相等，就是相等返回0.

10. strstr 的使用和模拟实现

1. Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.(函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置)。
2. The matching process does not include the terminating null-characters, but it stops there.(字符串的比较匹配不包含 \0 字符，以 \0 作为结束标志)。

#include 
#include 

int main()
{
	char str[] = "This is a simple string";
	char* pch;
	pch = strstr(str, "simple");
	strncpy(pch, "sample", 6);
	printf("%s\n", str);//This is a sample string

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

strstr的模拟实现：

#include 
#include 

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	const char* s1 = NULL;
	const char* s2 = NULL;
	const char* cur = str1;

	while (*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = str2;
		while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		//找到了
		if (*s2 == '\0')
			return cur;
		cur++;
	}
	//假如cur都走完一遍了，还是没有，就返回NULL
	return NULL;
}

int main()
{
	char str1[] = "hello world";
	char str2[] = "llo";
	char* ret = my_strstr(str1, str2);

	if (ret == NULL)
		printf("找不到\n");
	else
		printf("%s\n", ret);

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

画图分析：

11.strtok 函数的使用

char * strtok ( char * str, const char * sep);
1

1. sep参数指向一个字符串，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个或多个由sep字符串中的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，返回一个指向这个标记的指针。（strtok函数会修改被操作的字符串，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。
5. strtok函数的第一个参数为NULL，函数将在同一个字符串被保存的位置开始，查找下一个标记。
6. 如果字符串中不存在更多的标记，则返回NULL指针。

#include 
#include 

int main()
{
	char arr[] = "198.650.955.091";
	char* sep = ".";
	char* str = NULL;

	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", str);
	}

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

12.strerror函数的使用

char* strerror(int errnum);
1

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局的变量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，就会将对应的错误码，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。

#include 
#include 
#include 

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

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

在Windows11+VS2022环境下输出的结果如下：

No error
Operation not permitted
No such file or directory
No such process
Interrupted function call
Input / output error
No such device or address
Arg list too long
Exec format error
Bad file descriptor
No child processes
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

举例：

#include 
#include 
#include 

int main()
{

	FILE* pFile;
	pFile = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pFile == NULL)
		printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

输出：

Error opening file unexist.ent: No such file or directory
1

也可以了解一下 perror 函数，perror函数相当于一次将上述代码中的第11行完成了，直接将错误信息打印出来。perror函数打印完参数部分的字符串后，再打印一个冒号和一个空格，再打印错误信息。

#include 
#include 
#include 

int main()
{

	FILE* pFile;
	pFile = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pFile == NULL)
		perror("Error opening file unexist.ent");

	return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

输出：

Error opening file unexist.ent: No such file or directory
1