字符函数和字符串函数(C语言)

目录

一. 字符分类函数

二. 字符转换函数

三.多种函数的使用和模拟实现

3.1 strlen函数

3.2 strcpy函数

3.3 strcat函数

3.4 strcmp函数

3.5 strncpy      strncat      strncmp 

🍟🧣结束了指针的学习，我们开始了字符串之旅，今天我们要学习的的是与字符相关的函数，在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了方便操作字符和字符串，C语言标准库中提供了一系列库函数，接下来我们就学习一下这些函数。

一. 字符分类函数

什么是字符分类函数？

#include 
int main()
{
	char arr[20] = { "helloword" };
	int ret = printf("%d\n", islower(arr[3]));
	return 0;
}

如上图所示，我们将返回值传给一个整型变量的值，直接使用函数进行计算，我们通过返回值是否为0来判断传入的字符是哪种类型，大家下去可以自己多去尝试。另外除了islower函数我们还有一些其他的分类函数，如下图： 

这是一些比较常见的字符分类函数，还有其他的的一些函数，我们可以去相关的网站上查询，我们如果用到这些函数，也要多加练习。 

二. 字符转换函数

C语言中有2个转换函数：

#include 
#include 
int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	char c;
	while (str[i])
	{
		c = str[i];
		if (islower(c))
			c = toupper(c);
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}

三.多种函数的使用和模拟实现

3.1 strlen函数

我们先来学习第一个函数strlen函数，这个函数我们在之前也讲到过，strlen函数是计算字符串在/0之前的字符个数，使用方法我们也是知道的，就不再过多演示，那到底要怎样实现这个函数呢？，现在我们来模拟实现一下:

//strlen函数的模拟实现
#include 
#include 
#include 
//计数器方式
size_t my_strlen(const char* arr)
{
		int count = 0;
		assert(arr);
		while (*arr)
		{
			count++;
			arr++;
		}
		return count;
	
}
//不能创建临时变量计数器
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}
//指针-指针的⽅式
int my_strlen(char* s)
{
	assert(s);
	char* p = s;
	while (*p != '\0')
		p++;
	return p - s;
}
int main()
{
	char arr[20] = "helloward";
	size_t ret = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", ret);
	return 0;
}

从上图的代码我们可以知道，strlen函数的模拟实现有三种方法，第一种是最常见的计数法，创建一个计数变量count，跟随着指针的移动开始计数，当指针指向'/0'的时候结束计数，也刚好返回我们所要的字符个数。而第二种方法其实有点类似于我们的递归思想，我们不断的调用my_strlen这个函数，并且让指针不断的向后移动直到找到'/0'，累积相加的结果就是我们所要找的字符个数。第三种方法是指针-指针的方法，我们之前也有了解过，指针的相减计算的是两个指针之间的字符个数，所以我们可以使用指针-指针的方法来实现。

3.2 strcpy函数

strcpy函数是干什么呢？它的作用就是复制一个字符的内容到所需要的地方去，它是C语言中的一个库函数，所以所需要的头文件是，strcpy函数的原型是：char*strcpy(char*destination,const char* source)，那么他的要求是什么呢？首先我们要知道源字符串中是必须有'/0'的，如果没有就没有复制结束的标志，同时目标空间要足够大，能够放得下我们要复制的东西，并且我们的目标空间是可以修改的，这个时候我们就注意到在我们的函数原型中destination前面是没有const修饰的。另外strcpy返回的是目标空间的起始地址。

int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char* p= "world";;
    strcpy(arr1, p);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

🧀🧀那我们要怎么模拟实现这个函数呢？其这个并不是很难的，我们知道两个数组的地址，以及它们首元素的指针，并让他们相等，我们来模拟实现一下：

#include 
char* my_strcpy(char* d, const char* s)
{
	char* ret = d;
	assert(d!= NULL);
	assert(s != NULL);
	while (*d++ = *s++)
	{
 
	}
	return ret;
	
}
 
int main()
{
	char arr1[20] = { 0 };
	char* p= "world";;
    my_strcpy(arr1, p);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

3.3 strcat函数

🎡接下来认识一下strcat函数，这个函数是干什么呢？它的作用是字符串追加，就是将一个字符串追加到另一个字符串的后面。它的原型就是char* strcat(char* destiantion,const char* source)，对于strcat函数，两个空间必须都有'/0'结尾，而且尽量不要自己对自己进行追加，容易引发错误，并不保证完全成功。现在我们来使用一下这个函数：

#include 
int main()
{
	char arr1[20] = { "abcdef" };
	char arr2[20] = { "abc" };
	strcat(arr1 + 5, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

输出的结果就是abcdefabc。就是将arr2追加到arr1的后面去。我们要如何模拟这个函数的实现呢？

//模拟实现
#include 
char* my_strcat(char* d, char* s)
{
	char* ret = d;
	assert(d != NULL);
	assert(s != NULL);
	while (*d)
	{
		d++;
	}
	while ((*d++ = *s++))
	{
		;
	}
	return ret;
}
 
int main()
{
	char arr1[20] = { "abcdef" };
	char arr2[20] = { "abc" };
	my_strcat(arr1 + 5, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

通过上面的代码，我们可以看到，首先目标字符串和源字符串都不能是空指针，另外就是我们先使用whlie循环将d++进而找到正确的位置进行字符串的追加，之后再使用*d++=*s++，让源字符串正确追加到目标字符串的后面，最后返回我们设定好的ret。但是又有一个问题出现了，就是能不能用这个函数进行自己的追加呢？我们来试一下：

#include 
char* my_strcat(char* d, char* s)
{
	char* ret = d;
	assert(d != NULL);
	assert(s != NULL);
	while (*d)
	{
		d++;
	}
	while ((*d++ = *s++))
	{
		;
	}
	return ret;
}
 
int main()
{
	char arr1[20] = { "abcdef" };
	my_strcat(arr1 + 5, arr1);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

我们会发现程序根本不会运行出来任何东西，这就说明这个函数不适合自己给自己追加，我们可以使用strncat函数来进行追加，具体是为什么呢？

3.4 strcmp函数

🧣strcmp函数有什么作用呢？顾名思义，strcmp函数是专门进行字符串比较的，它的原型是int strcmp(const char*str1,const char*str2)，字符串进行比较是对应着比较，并不是比较长度，是比较它们对应的AASCII码值。当str1>str2的时候，返回小于0的数字；当str1>str2的时候，返回大于0的数字；当str1=str2的时候返回0。

#include 
int main()
{
	char arr1[20] = { "abcdef" };
	char arr2[20] = { "abch" };
	int ret = strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

返回-1就说明了str1小于str2，那么现在我们看来模拟一下strcmp函数是怎样模拟实现的：

#include 
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	int ret = 0;
	assert(str1 != NULL);
	assert(str2 != NULL);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}
int main()
{
	char arr1[20] = { "abcdef" };
	char arr2[20] = { "abch" };
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

3.5 strncpy  strnca  strncmp 

看到这三个函数大家一定会觉得很眼熟，确实，那么这三个函数的用法以及含义是什么呢？我们先来说strncpy函数的原型char* strncpy(char* dest,const char*sour,size_t num)，很容易看出来它的参数比strcpy多了一个参数size_t num，其他的三个函数都是一样的，参数都多了一个size_t num，它们用于长度受限制的函数，对于strncpy函数来说，就是将源字符串中的前num个字符复制到目标字符串中去，如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后在后面追加0，直到num个。同时对于strncmp函数来说，因为有个数限制，所以strncat来说就可以实现自己对自己的追加，并且在追加之后有/0的存在，表示停止。

eg：

#include 
#include 
int main()
{
	char str1[20];
	char str2[20];
	strcpy(str1, "To be ");
	strcpy(str2, "or not to be");
	strncat(str1, str2, 6);
	printf("%s\n", str1);
	return 0;
}

 如上面的代码我们就是将str2中的前6个字符追加到字符串str1中去。