字符函数韵悠扬，字符串中绽光芒-天翼云

一、字符分类函数

C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的，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

字符函数韵悠扬，字符串中绽光芒

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 );

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。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
    int i = 0;
    char str[] = "Test String.\n";
    char c;
    while (str[i])
    {
        c = str[i];
        if (islower(c))
            c -= 32;
        putchar(c);
        i++;
    }
    return 0;
}

二、字符转换函数

C语⾔提供了2个字符转换函数：

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

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 <stdio.h>
#include <ctype.h>
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、strlen 的使⽤和模拟实现

size_t strlen ( const char * str );

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' )。

参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。

注意函数的返回值为 size_t，是⽆符号的（易错）

strlen的使⽤需要包含头⽂件

学会strlen函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int 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;
}

strlen的模拟实现：

⽅式1：

//计数器⽅式
int my_strlen(const char* str)
{
	int count = 0;
	assert(str);
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

⽅式2：

//不能创建临时变量计数器
int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}

⽅式3：

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

四、strcpy 的使⽤和模拟实现

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

Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including theterminating null character (and stopping at that point).

源字符串必须以 '\0' 结束。

会将源字符串中的 '\0' 拷⻉到⽬标空间。

⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串。

⽬标空间必须可修改。

学会模拟实现。

strcpy的模拟实现:

//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
//6.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;
}

五、strcat 的使⽤和模拟实现

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.

源字符串必须以 '\0' 结束。

⽬标字符串中也得有 \0 ，否则没办法知道追加从哪⾥开始。

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。

字符串⾃⼰给⾃⼰追加，如何？

模拟实现strcat函数：

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;
}

六、strcmp 的使⽤和模拟实现

This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character is reached.

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

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 <cstddef>
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;
}

七、strncpy 函数的使⽤

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

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.

拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间。

如果源字符串的⻓度⼩于num，则拷⻉完源字符串之后，在⽬标的后边追加0，直到num个。

八、strncat 函数的使⽤

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

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）。

If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied.（如果source 指向的字符串的⻓度⼩于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）。

/* strncat example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
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;
}

九、strncmp函数的使⽤

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

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.

字符函数韵悠扬，字符串中绽光芒

十、strstr 的使⽤和模拟实现

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

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）。

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）。

/* strstr example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str[] = "This is a simple string";
	char* pch;
	pch = strstr(str, "simple");
	strncpy(pch, "sample", 6);
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

strstr的模拟实现：

#include <cstddef>
char* strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	char* cp = (char*)str1;
	char* s1, * s2;
	if (!*str2)
		return((char*)str1);
	while (*cp)
	{
		s1 = cp;
		s2 = (char*)str2;
		while (*s1 && *s2 && !(*s1 - *s2))
			s1++, s2++;
		if (!*s2)
			return(cp);
		cp++;
	}
	return(NULL);
}

十一、strtok 函数的使⽤

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

sep参数指向⼀个字符串，定义了⽤作分隔符的字符集合

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。

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。（注： strtok函数会改变被操作的字符串，所以被strtok函数切分的字符串⼀般都是临时拷⻉的内容并且可修改。）

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。

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。

如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "192.168.6.111";
	char* sep = ".";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

十二、strerror 函数的使⽤

char* strerror ( int errnum );

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 <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
//我们打印⼀下0~10这些错误码对应的信息
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++) {
		printf("%s\n", strerror(i));
	}
	return 0;
}

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

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pFile == NULL)
		printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
	return 0;
}

输出：

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

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9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 <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pFile == NULL)
		perror("Error opening file unexist.ent");
	return 0;
}

输出：

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

十三、总结

字符分类函数：用于判断字符的类型，如isalpha用于判断字符是否为字母，isdigit用于判断字符是否为数字，islower用于判断字符是否为小写字母，isupper用于判断字符是否为大写字母，isspace用于判断字符是否为空白字符等。这些函数返回非零值表示字符满足条件，返回零表示字符不满足条件。

字符转换函数：用于将字符转换为其他类型，如tolower将大写字母转换为小写字母，toupper将小写字母转换为大写字母。这些函数返回转换后的字符。

strlen的使用和模拟实现：strlen函数用于计算字符串的长度，即字符串中字符的个数（不包括字符串结束符'\0'）。模拟实现时可以使用循环遍历字符串，计算字符的个数直到遇到字符串结束符。

strcpy的使用和模拟实现：strcpy函数用于将一个字符串复制到另一个字符串，包括字符串结束符'\0'。使用时需要提供目标字符串和源字符串，目标字符串需要有足够的空间存储源字符串。模拟实现时可以使用循环遍历源字符串，逐个字符复制到目标字符串。

strcat的使用和模拟实现：strcat函数用于将一个字符串连接到另一个字符串的末尾，包括字符串结束符'\0'。使用时需要提供目标字符串和源字符串，目标字符串需要有足够的空间存储源字符串。模拟实现时可以使用循环遍历源字符串，逐个字符追加到目标字符串的末尾。

strcmp的使用和模拟实现：strcmp函数用于比较两个字符串的大小关系，返回值为0表示两个字符串相等，大于0表示第一个字符串大于第二个字符串，小于0表示第一个字符串小于第二个字符串。模拟实现时可以使用循环遍历两个字符串，逐个字符比较它们的大小关系。

strncpy函数的使用：strncpy函数用于将一个字符串的一部分复制到另一个字符串，包括指定的字符个数，不包括字符串结束符'\0'。使用时需要提供目标字符串、源字符串和指定字符的个数。如果源字符串的长度小于指定字符的个数，目标字符串将以字符串结束符'\0'填充剩余的空间。

strncat函数的使用：strncat函数用于将一个字符串的一部分连接到另一个字符串的末尾，包括指定的字符个数，不包括字符串结束符'\0'。使用时需要提供目标字符串、源字符串和指定字符的个数。如果源字符串的长度小于指定字符的个数，目标字符串将以字符串结束符'\0'填充剩余的空间。

strncmp函数的使用：strncmp函数用于比较两个字符串的大小关系，包括指定的字符个数，返回值的意义与strcmp函数相同。使用时需要提供两个字符串和指定字符的个数。

strstr的使用和模拟实现：strstr函数用于在一个字符串中查找另一个字符串的第一次出现的位置，返回值为指向第一次出现位置的指针，如果未找到则返回NULL。模拟实现时可以使用循环遍历原字符串，逐个字符与目标字符串进行比较，直到找到匹配的子字符串。

strtok函数的使用：strtok函数用于将一个字符串分割成多个子字符串，根据指定的分隔符进行分割。使用时需要提供原字符串和分隔符，返回值为指向第一个分割子字符串的指针。可以通过多次调用strtok函数来获取所有的分割子字符串。

strerror函数的使用：strerror函数用于将错误码转换为相应的错误信息字符串。使用时需要提供错误码，返回值为错误信息字符串。

综上所述，字符操作函数和字符串操作函数在C语言中非常常用，对于处理字符和字符串的操作具有重要的作用，同时也有一些模拟实现的方法用于更好地理解它们的底层实现原理。

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字符函数韵悠扬，字符串中绽光芒

字符函数韵悠扬，字符串中绽光芒

一、字符分类函数

二、字符转换函数

三、strlen 的使⽤和模拟实现

四、strcpy 的使⽤和模拟实现

五、strcat 的使⽤和模拟实现

六、strcmp 的使⽤和模拟实现

七、strncpy 函数的使⽤

八、strncat 函数的使⽤

九、strncmp函数的使⽤

十、strstr 的使⽤和模拟实现

十一、strtok 函数的使⽤

十二、strerror 函数的使⽤

十三、总结

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