字符函数和字符串函数(上)

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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，我们就讲解一个函数的事情，其他的非常类似：

 int islower ( int c );
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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。
我们举个例子来演示一下:写一个代码，将字符串中的小写字母转大写，其他字符不变。

#include 
#include 
int main()
{
	int i = 0;
	char str[] = "Test String.\n";
	char c;
	while (str[i])
	{
		c = str[i];
		if (islower(c))
			c -= 32;//依据ASCLL码表进行的计算
		putchar(c);
		i++;
	}
	return 0;
}
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解析:
str是一个数组,数组里的元素是一个字符串,while(str[i])是为了判断str[i]是否为\0,如果不是\0就进行接下来的操作,否则就不执行while语句

我们将str[i]的值赋给字符变量c,通过if语句用islower来判断c是否为小写字符,如果islower©返回的值为非0的数就是小写字母,否则就不是小写字母,因为if语句中括号内如果为非0就是真,所以会执行if语句,如果为0则为假,就不会执行if语句

执行完后通过putchar输出字符c,再i++判断下一个字符

字符转换函数

C语言提供了2个字符转换函数：

int tolower ( int c ); //将参数传进去的小写字母转大写
int toupper ( int c ); //将参数传进去的大写字母转小写
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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。

#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;
}
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strlen(Get string length)的使用和模拟实现

size_t strlen ( const char * str );
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strlen模拟实现重点:
1:字符串以 ‘\0’ 作为结束标志，strlen函数返回的是在字符串中’\0’ 前面出现的字符个数（不包含 ‘\0’ )

2:参数指向的字符串必须要以 ‘\0’ 结束

3:注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）

模拟实现代码:

法一(记录次数)
int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str);
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
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解析:
这个代码相对比较简单,我们设一个变量count=0,通过while循环,如果str没有到\0就str++

然后用count++记录执行了多少次循环,当str是\0时,while括号内部就是0为假,就返回count

法二(递归)
int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}
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解析:
递归这里就比较难想到,assert断言判断s传入的指针是否有问题,这是一个好习惯

通过if语句判断str是否为\0(这里就是限制条件),如果不是\0就返回1+my_strlen(str + 1)

str+1就是为了接近限制条件*str==‘\0’,每加一次1就往后移动一个字符元素,知道为\0,最后回归,返回我们所需要的数

法三(指针相减)
int my_strlen(char* s)
{
	assert(str);
	char* p = s;
	while (*p != '\0')
		p++;
	return p - s;
}
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解析:
指针相减也比较难想到,我们设一个字符指针p=s,p是s首元素的地址

我们让p指向的地址一直往后移,直到是\0,这时我们通过指针相减,就能计算出相差多少个元素了

strcpy(Copy string)的使用和模拟实现

char* strcpy(char * destination, const char * source );
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strcpy模拟实现重点:
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

我们对上面的重点解释一下
strcpy是将一个字符串拷贝到另一个字符串,所以源字符串必须以\0结尾

我们假设要拷贝进的字符串为a,另一个字符串为b,由于我们拷贝的目的是要让b中的字符完全和a相同,我们知道\0是一个字符串的结尾,当我们将a中的\0拷贝进去后,b后面的字符就相当于切断了,所以必须将源字符串中的\0拷贝进去

当然了目标空间也一定要大,否则容纳不下a,就无法拷贝进去

因为要拷贝进去,如果目标空间不可变那还拷贝什么

代码示例:

# include
int main()
{
	char arr[7] = { "abc" };
	char brr[] = { "def" };
	strcat(arr, brr);
	printf("%s", arr);
	return 0;
}
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拷贝过程如图:

strcpy的模拟实现

//模拟实现需要注意的点
//1.参数顺序
//2.函数的功能，停⽌条件
//3.assert
//4.const修饰指针
//5.函数返回值
//题⽬出⾃《⾼质量C/C++编程》书籍最后的试题部分
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}
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解析:

通过断言判断目标地址和需要拷贝进去的地址是否为空指针

while循环括号中的部分就非常妙了,二者都是后置++,就是先用后++,使src的每个字符都拷贝进了dest

strcat(Concatenate strings)的使用和模拟实现

strcat模拟实现重点:

1:源字符串必须以 ‘\0’ 结束

2:目标字符串中也得有 \0 ，否则没办法知道追加从哪里开始

3:目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容

4:目标空间必须可修改

我们对上面的重点进行解释一下:
追加字符串后我们会得到一个新的字符串,因为每个字符串都需要用\0来结尾,所以源字符串就需要以\0结尾

追加字符串我们都是追加在目标字符串最末尾(也就是\0的位置),将需要追加的字符串替换\0就得到我们所需要的字符串

如果目标空间不足够大的话我们追加的字符串就装不下,就会出问题

因为追加就相当于改变目标空间的储存内容,所以目标空间必须可改变

strcat的模拟实现:

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}
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解析:

第一个while循环是为了找到\0的位置,方便追加字符串

第二个while其实就是将源字符串追加到目标字符串

strcmp(Compare two strings)的使用和模拟实现

strcmp模拟实现重点:
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

比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小

代码示例:

# include
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	char brr[] = "abq";
	int  ret = strcmp(arr, brr);
	printf("%d", ret);
	return 0;
}
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我们可以看到<返回-1,>返回1,=返回0,但是在其他的编译器可能就不是这么返回的了,可能<返回-2…

strcmp函数的模拟实现:

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	int ret = 0;
	assert(src != NULL);
	assert(dest != NULL);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}
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解析:

我们需要分情况讨论
1:如果一开始str1!=str2,我们其实就可以直接判断str1和str2直接的大小了(注意strcmp的比较是每个字符之间的比较,否则无法比较)

2:如果一开始str1=str2,那么我们就可以通过str1++和str2++来进行判断下一个字符是否相等

3:此外在(2)的基础上如果str1已经等于\0我们就没必要比较后面的字符了,直接返回0表示str1前面的字符和str2前面的字符相等

4:如果不相等我们就返回两个字符相减(两字符相减我们可以通过ASCLL码计算)