【C语言】字符串函数strlen #strcpy #strcmp #strcat #strstr及其模拟实现

在C语言中，有一种特殊的数据类型，即字符串类型。C 并没有专门定义一个字符串类型，这对我们使用字符串造成了一定的麻烦。但是，C标准库<string.h> 中定义了各种字符串函数，这对于我们来说是一件值得庆幸的事情。

本片着重讲解一些常用的字符串函数，以及它们的实现方法思路，并尝试自己独自模拟实现它们，以便于对字符串操作有更深的理解。

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字符串简介

C语言中的字符串类型是以字符数组的形式表示的，即用一组字符数组来表示一个字符串，例如：

char str[10] = "hello"; // 定义一个长度为10的字符数组，初始化为"hello"

其中，char表示字符类型，str表示字符数组的名称，10表示字符数组的长度，"hello"表示初始值。

C语言中的字符串还可以使用字符串指针来表示，例如：

char *str = "hello"; // 定义一个指向字符数组的指针，指向"hello"

其中，char *表示字符指针类型，str表示指针变量的名称，"hello"表示字符串常量，也就是一段字符数组的初始值。注意，使用字符串指针表示字符串时，需要保证指针指向的字符串常量是合法的，并且不能修改它的值，否则会发生未定义的行为。

头文件<string .h>

<string.h>是C语言标准库中的一个头文件，提供了一些字符串处理相关的函数和宏。

统一说明：

统一说明：

养成良好的代码习惯：

1.在实现字符串操作的时候，如果不希望字符串被改变，在函数形参前加上const，提高代码的健壮性。

2.使用指针前判断将要解引用的指针是否是空指针，assert进行断言。

++对于每一个函数使用的注意事项放在每个函数模拟实现的末尾！++

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strlen

作用：

返回字符串中 '\0' 之前的所有字符数。

函数原型：

函数参数：

str是存放要操作的字符串的地址的指针

返回值类型：

size_t（表示无符号整型）的理解：由实际意义，返回的字符数不会是负数；并且看到 size_t的size，就可以知道此类型是表示大小，尺寸的类型。

模拟实现：

法一：计数变量法：

#include<stdio.h>

int my_strlen(char*p)
{
	int c = 0;
	while(*p)
	{
		c++;
		p++;
	}
	return c;
}
int main()
{
	char arr[] = "ahufkh";
	printf("%d",my_strlen(arr));
	
	return 0;
}

法二：

指针相减法：

#include<stdio.h>

int my_strlen(char* p)
{
	char* start = p;
	while(*p)
	{
		p++;
	}
	return p - start;
}
int main()
{
	char arr[] = "ahufkh";
	printf("%d",my_strlen(arr));
	
	return 0;
}

对size_t的补充：

易错点：

对于无符号整数，运算结果小于0，由于不存在符号位，所以结果会被当做很大的整数。

e.g.1

#typedef unsigned int uint
int main()
{
    uint a = 3;
    uint b = 6;
    uint c = a - b;//此时c是很大的整数


}

结果为负值，c被当作很大的整数。

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strcpy

作用：

将源字符串拷贝到目的地字符串。

函数原型：

函数参数：

1.char* dest即目的地字符串，const char* sou 即源字符串。

返回值类型：

返回拷贝后目的地字符串的地址。

模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char*  my_strcpy(char* dest,const char* sou)
{
	char* s = dest;
	assert(dest && sou);
	while(*dest++ = *sou++)
	{
		;
	}
	return s;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcdefghijk";
	char arr2[] = "iii";
	char* s = my_strcpy(arr1,arr2);
	printf("%s",s);
	return 0;
}

（记得const与assert断言）

注意：

1.sou字符串必须有 '\0' 作为结尾。

2.dest字符串必须足够大，防止越界；并且可修改，不是常量字符串。

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strcat

作用：

将源字符串拷贝到目的地字符串中，并且源字符串的的一个字符覆盖掉目的地字符串中的 '\0' 。

函数原型：

函数参数：

1.const 修饰的源字符串和目标字符串。

返回值类型：

copy后的目标字符串的地址。

模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* dest,const char* sou)
{
	char* start = dest;
	assert(dest && sou);
	while(*dest)
	{
		dest++;
	}
	while(*dest++ = *sou++)
	{
		;
	}
	return start;
}
int main()
{
	char arr[50] = "abc";
	char arr1[] = "defg";
	char* p = my_strcat(arr,arr1);
	printf("%s",p);
	return 0;
}

注意：

1.cou与dest字符串必有 '\0' 作为结束标志。

2.目标字符串必须足够大。

3.strcat的两个函数参数不能相同。（一个字符串对自己追加，那么一开始，自己的结束表示就被覆盖了，这样将造成死循环。）

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strcmp

作用：

比较两个字符串的大小；

函数原型：

函数参数：

两个const 修饰的字符串

返回值类型：

整型数值------

if第一个>第二个，返回值>0;

if第一个=第二个，返回值=0；

if第一个<第二个，返回值<0。

模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strcmp(const char* str1,const char* str2)
{
	while(*str1 == *str2)
	{
		if(*str1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		str1++;
		str2++;
	}
	return str1 -str2;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abcde";
	char arr2[] = "abb";
	int ret = my_strcmp(arr1,arr2);
	if(ret > 0)
	{
		printf("arr1 > arr2");
	}
	else if(ret == 0)
	{
		printf("arr1 == arr2");
	}
	else
	{
		printf("arr1 < arr2");
	}
	return 0;
}

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strstr

作用：

返回str2在str1中第一次出现的位置；若找不到，则返回NULL；字符串的比较匹配不包含 '\0' ,但是以 ' \0 ' 为结束标志。

函数原型：

函数参数：

查找的样本字符串和被查找的目标字符串。

返回值类型：

str1中str2第一次出现的位置。

模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(const char* p1,const char* p2)
{
	assert(p1 && p2);
	const char* cur = p1;
	const char* s1 = NULL;
	const char* s2 = NULL;
	while(*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = p2;
		while(*s1 == *s2 && s1 && s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if(*s2 == '\0')
		{
			return (char*)cur;
		}
		cur++;
	}
	return NULL;
}
int main()
{
	char arr1[] = "abbbbbcdefg";
	char arr2[] = "bbc";
	char* p = my_strstr(arr1,arr2);
	printf("%s",p);
	return 0;
}

思路：

对于停下来的情况，有：

1.s1找到'\0'的同时s2也找到'\0'，则找到；若s2没有到'\0',则没有找到；

2.s2到'\0',找到。

3.*s1 != *s2

于是，对s1中的每一个位置向后匹配s2的字符，如果有一个匹配失败，则从s1的下一个位置开始匹配。

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完~

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