字符函数和字符串函数

本章也是一个较多较难的部分，本章主要介绍中多种常用地库函数。

目录

0. 前言

1.无限制长度的库函数类型

1.1 strlen

1.2 strcpy

1.3 strcat

1.4 strcmp

 2.限制长度的库函数类型

2.1 strncpy

 2.2 strcat

2.3 strncmp

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0. 前言

1.无限制长度的库函数类型

1.1 strlen

 库函数 strlen的作用就是计算某个字符串的大小。之前在操作符sizeof那一结就看到过strlen，之前就有稍稍做过一些简介。

从这个函数结构看，它返回的是一个size_t 类型的值，这里解释一下size_t。

size_t

size_t 是一些C/C++标准在stddef.h中定义的，size_t 类型表示C中任何对象所能达到的最大长度，它是无符号整数。

那么我们可以来尝试模拟实现一下strlen。上代码

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);//对传进的数组进行断言，确保str不为'\0 '
	const char* start = str;
	const char* end = str;
	while (*end != '\0')
	{
		end++;
	}
	return end - start;
}
int main()
{
	char arr[] = "hello bit";
	printf("%d", my_strlen(arr));
	return 0;
}

介绍一下assert：断言

如果具有函数形式的此宏的参数表达式比较等于零（即表达式为 false），则会将消息写入标准错误设备并调用，从而终止程序执行。

介绍一下const：

我们之前最开始就见过这个玩意，在常量与变量那一章节的时候。被const修饰过的变量，就无法修改了。

常量指针有两种定义：

const int * p = 20;
int * const p =20;

第一种定义：const在 * 的左边，表示指针指向的内容，不可以通过指针来改变，但指针本身是可以发生改变的，可以通过一个其他的来改变。

第二种定义：const在 * 的右边，表示，这里修饰的指针变量p，表示指针变量不能被改变，但是之指针所指向的内容是可以发生改变的。

我们这里不希望改变指针str的值，所以对它用const修饰。

1.2 strcpy

将源指向的 C 字符串复制到目标所指向的数组中，包括终止 null 字符（并在该点停止）。

我们也对strcpy进行模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest);//对dest断言防止出现sdest为'\0'的情况
	assert(src);//对src断言防止出现src为'\0'的情况
	char* ret = dest;
	while (*dest++ = *src++)//每次循环将src赋给dest并且同时向后移动指针
	{
		;//当src为\0时循环结束
	}
	return ret;
}
 
int main()
{
	char arr1[20] = "abc";
	char arr2[] =   "hello bit";
	printf("%s\n", my_strcpy(arr1, arr2));
	return 0;
}

 

我们在对strcpy进行模拟实现或者是使用都必须注意几点

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。

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

否则就会发生各种各样的错误。

1.3 strcat

将源字符串的副本追加到目标字符串。目标中的终止空字符被源的第一个字符覆盖，并且空字符包含在由目标中两者的串联组成的新字符串的末尾。

注意事项：

源字符串必须以 '\0' 结束。

目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。

目标空间必须可修改。

模拟实现：

#include <stdio.h>
char* my_strcat(char* str1,const char* str2)
{
	char* ret = str1;//保存ch1的首元素地址
	while (*str1 != '\0')
	{
		str1++;
	}//表示找到了str1也就是ch1的结尾处
	while (*str1++ = *str2++)//追加
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char ch1[20] = "hello ";
	char ch2[] = "world";
	printf("%s", my_strcat(ch1, ch2));
	return 0;
}

看看结果：

那我们是否可以自己给自己追加呢？

假设ch1 为  " hello " 根据上面代码的思路，我们先找到自己的 ' \0 ' 处，然后将 ‘ h ’ 给到 ' \0 ' ，当这一步进行以后，我们原来的ch1就不再是  " hello " 而是 " helloh "。那我们一直往后追加，就永远追不到结尾' \0 '。直到程序奔溃。

所以我们不可以用strcat给自己追加自己。

1.4 strcmp

 对两个字符串的比较。

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，则返回小于 0 的数字

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);//断言
	while (*str1 == *str2)//判断str1 和 str2 每个对于的字符是否相等
	{
		if (*str1 == '\0')//这是在str1 和str2 相等的条件下进行的，当str1 ='\0'时，str2 ='\0'
		{
			return 0;
		}
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;//返回两个差值
}
int main()
{
	char ch1[] = "abc";
	char ch2[] = "abc";
	int key = my_strcmp(ch1, ch2);
	if (key > 0)
	{
		printf("ch1 > ch2\n");
	}
	else if (key < 0)
	{
		printf("ch1 < ch2\n");
	}
	else
	{
		printf("ch1 == ch2\n");
	}
	return 0;
}

 2.限制长度的库函数类型

2.1 strncpy

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 ，则拷贝完源字符串之后，在目标的后边追加 0 ，直到 num 个。

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char str1[20] = "abcd";
	char str2[]="***";
	strncpy(str1, str2, 2);
	printf("%s\n",str1);
	return 0;
}

但是需要注意：拷贝的大小尽量不要大于源字符串的大小，我们把上面的2改为8试试。

我们默认添加 ' \0 '虽然对我们的目标影响不大，但是还是得尽量避免。

 2.2 strcat

将源的前 num 个字符追加到目标，外加一个终止空字符。
如果源中 C 字符串的长度小于 num，则仅复制到终止空字符之前的内容。

上代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
	char str1[20] = "abcd\0hijkln";//为了区别追加字符串末尾的 '\0'是从str2中获取的还是本身自带的
	char str2[] = "***";
	strncat(str1, str2, 2);
	printf("%s\n", str1);
	return 0;
}

根据结果可以看见，原来的 ' h ' 被 ' \0 ' 替换了 。

我们之前用strcat自己给自己追加行不通，但是我们可以用strncat来完成，确定要追加多少个字符。

2.3 strncmp

将 C 字符串 str1 的最多数字字符与 C 字符串 str2 的字符进行比较。
此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，则继续执行以下对操作，直到字符不同，直到达到终止空字符，或者直到两个字符串中的数字字符匹配，以先发生者为准。

 它的返回值与strcmp一样。

看代码

#include 
int main()
{
	int ret = strncmp("abcdef","abc",2);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}

我们把它改为比较前四个试试：

我们这一章先介绍这几个字符串函数，下一章主要讲讲内存函数等等。