鹏哥C语言复习——字符函数与字符串函数

一.字符函数

1.字符分类函数

2.字符转换函数

二.基础字符串函数

一.字符函数

1.字符分类函数

|----------|--------------------------------------------------------|
| 函数 | 如果它的参数符合下列条件就返回真 |
| iscntrl | 任何控制字符 |
| isspace | 空白字符：空格' '，换页'\f'，换行'\n'，回车'\r'，制表符'\t'或垂直制表符'\v' |
| isdigit | 十进制数字'0'~'9'字符 |
| isxdigit | 十六进制数字，包括所有十进制数字字符，小写字母a~f，大写字母A~B |
| islower | 小写字母a~f |
| isupper | 大写字母A~B |
| isalpha | 小写字母a~f或者大写字母A~B |
| isalnum | 所有字母和数字 |
| ispunct | 标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印） |
| isgraph | 任何图形字符 |
| isprint | 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符 |

注：以上函数都只有一个参数，且都需要引用ctype头文件

2.字符转换函数

|---------|-----------------|
| tolower | 将参数传进去的大写字母变为小写 |
| toupper | 将参数传进去的小写字母变为大写 |

注：依旧是只有一个参数，且都需要引用ctype头文件

二.基础字符串函数

1.strlen函数

注意事项：

参数指向的字符串要以'\0'结束
注意函数的返回值为size_t，即无符号整型
学会strlen函数的模拟实现（1.递归 2.指针- 指针 3.计数器）

2.strcpy函数

destination：目标字符串 source：源字符串

假设arr1[ ] = "abcdef"，arr2[20] = {0}；如果想将arr1数组的内容放入arr2数组并打印出来，则代码如下：

cs 复制代码

strcpy(arr2, arr1);
printf("%s", arr2);

巧计法：目标字符串在前，源字符串在后，目前原后

那么strcpy函数是如何运作的呢？

还是以上述假设为例，会先将arr1中的'a'放入arr2的首地址处，然后再将arr1中的'b'放入arr2的第二个空间，以此类推，直到将arr1中的'\0'存入arr2数组

因此如果arr2本来就存放了"xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"这一字符串，使用完strcpy函数将arr1内容拷贝到arr2后，打印arr2，结果为abcdef

注意事项：

会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标字符串
目标字符串必须足够大，以确保能够存放源字符串
目标字符串必须能够修改
学会strcpy函数的模拟实现

strcpy函数的模拟实现：

cs 复制代码

void my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	while (*src != '\0')
	{
		*dest = *src;
		dest++;
		src++;
	}                //拷贝'\0'前面的内容
	*dest = *src;    //拷贝'\0'
}

以上代码可以就可以完成strcpy函数功能，但如果想要更好模拟，应该让函数返回值为char*类型

代码优化：

cs 复制代码

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
    char* ret = dest; //创建新指针，让其等于目标空间的起始地址
    assert(src != NULL && dest != NULL); //让两个变量不能为空
    while (*dest++ = *src++)//后置++先使用再++，使用时先进行赋值，例如赋了'a'给dest指针，表达式结果也为'a';以此类推，'\0'拷贝给dest指针，表达式为'\0'，即0，退出循环
    {
        ;
    }                
    //*dest已有'\0'，无需再次赋
    //返回目标空间的起始地址，不能返回dest，因为dest已不再指向起始地址
    return ret; //返回ret
}

3.strcat函数

该函数是专门用来连接函数的，一个hello，一个world，两个字符串连接起来，变成helloworld。

那么strcat函数如何运作呢？

先是找到目标函数的'\0'，然后开始拷贝数据；拷贝到source的'\0'出现，拷贝结束

注意事项：

源字符串和目标字符串都以'\0'结束
目标空间足够大
学会strcat函数的模拟实现

cs 复制代码

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
    assert(src && dest); //两个指针不为空
    char* ret = dest;
    //找目标函数的'\0'
    while (*dest!='\0')
        dest++;
    //拷贝
    while (*dest++ = *src++)
        ;
    return ret;
}

但以上代码无法让某个数组给自身连接自身的字符串，即不能my_ strcat(arr1, arr1)；但是库函数可以

4.strcmp函数

假设存在一个arr1 = "abcdef"，一个arr2 = {0}

则 arr1 = arr2 是否可行？

答案是不行的，因为arr1是数组首地址，arr2也是数组首地址，首地址 = 首地址是不行的

而例如 "abcdef" == "abc" 也是在比较两个字符串的首地址

因此这时需要strcmp完成比较功能

strcmp比较的是字符串的具体字符，进行遍历比较；且比较的ASCII码值，而不是比较字符串的字符个数

str1 < str2 return(<0) str > str2 return 0 str1 == str2 return(>0)

strcmp函数的模拟实现：

cs 复制代码

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
    while (*str1 == *str2)
    {
        if (str1 == '\0')
        {
            return 0;
        }
        str1++;
        str2++;
    }
    if (*str1 > *str2)
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return -1;
    }
}

注：上述代码都需要引用头文件string.h

三.基础字符串函数优化

上述库函数都是长度不受限制的字符串函数，接下来开始讲解长度受限制的字符串函数

1.strncpy函数

该函数与strcpy函数的区别就在于字符串长度受了限制，而num即为

Maximum number of charactrs to be copied from source

从source字符串中最多需要拷贝几个字符

比如arr1 = "abcdef"，拷贝到arr2里，num为3，那么最后计算机就把"abc"拷贝到了arr2中

注意事项：

拷贝num个字符从源字符串到目标字符串
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

2.strncat函数

对于该函数，num是判断将源字符串中的多少字符连接在目标字符串的结尾后（目标字符串中'\0'的位置），并且完成连接操作后，依旧会将'\0'放入目标字符串，即：

注意事项：

如果源字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中的 '\0' 的内容追加到目标字符串末尾

3.strncmp函数

对于该函数，num指的是最多判断两个字符串几个对于字符，如果在这个最大值出现之前，已经有结果了，那么直接就跳出这个库函数，返回值相同

注：上述函数需要引用头文件string.h，并且相较于一般字符串函数要更加安全

四.进阶字符串函数

1.strstr函数

cs 复制代码

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

1.函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置

2.字符串的比较匹配不包括'\0'，以'\0'作为结束标志

3.没找到返回NULL

strstr函数的模拟实现（重难点）：

模拟函数实现时，共需要完成以上几个方面的功能

对于最简单的那种情况，将两个指针传给函数以后，字符串1中先是a，不是满足条件的子串字符，向后移动一位是b，满足条件，此时字符串1和字符串2同时向后移动一位；但这就引发了一个问题，即满足条件的子串不知道从何开始的，因此需要创建一个指针变量，保存满足条件的子串的开始位置

对于第二种情况，先是找到了两个b，但又突然跳出了一个b，此时字符串2的指针已经指向了c这个字符；此时，如果我想继续比较字符串1和字符串2的情况无法比较，因此需要再创建一个指针变量，专门指向字符串2的首字符。由上除了str1指针和str2指针（传来的参数），我们还需要创建两个指针

对于第三种情况，如果str1直到'\0'还没有return，那我们就直接返回NULL

代码如下：

cs 复制代码

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
    const char* s1 = NULL;
    const char* s2 = NULL;
    const char* cur = str1;
    while (*cur) 
    {
        s1 = cur;
        s2 = str2;
    while (*s1 == *s2) //如果s1和s2的字符相等，就一直寻找
        {
            s1++;
            s2++;
            if (*s2 == '\0') //无论是第一种情况亦或者第二种情况，如果找到了满足条件的子串，str2都是指向'\0'的
            {
                return cur;
            }
        }
        cur++;
    }
    return NULL; //找遍整个str1都没找到，此时直接返回空指针
}

这时我们不禁又有一个疑问，那就是如果str2在传入时就为空怎么办，对于该库函数，是直接返回str1本身，因此还需要一句如下代码，函数功能才是完整的

cs 复制代码

    if (*str2 == '\0')
    {
        return (char*)str1; //此时需要将静态字符变量强制转换为一般字符变量
    }

2.strtok函数

上图中，前两点是在说*sep是分割字符的集合，而str是指一个由0个分割字符或多个组成的一个字符串，它是可以拥有其他字符的

cs 复制代码

int main()
{
	char arr[] = "abb@ccc.net";
	char* sep = "@.";
	strtok(arr,sep);
	return 0;
}

如上述代码，可以把分割字符前后划分几个小的字符段，例如abb@，函数会把@置为'\0'，然后返回a的地址；然后再将 . 置为'\0'，然后返回c的地址

对于上图中的第四第五点，含义为如果函数第一个参数为非NULL，则函数就是在进行上文中所提到的操作，但是函数返回值只能有一个，即返回a的地址 ；如果函数第一个参数为NULL，又回到上一次调用函数时所传的参数arr中，但这一次是从原本为**@（目前已经被赋值为'\0'）** 的下一个位置开始找分割字符，找到了分割字符以后，置为'\0'，返回c的地址；因此，参数为NULL的和参数不为NULL的strtok函数应该结合使用

但是在我们实际使用strtok函数时，我们并不确定总共有几个分割字符，因此我们可以通过如下代码来进行优化：

cs 复制代码

for (ret = strtok(arr, sep); ret != NULL; ret = str(NULL, sep))
{
	printf("&s\n", ret);
}

3.strerror函数

cs 复制代码

char* strerror(int errnum)

该函数的作用是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C语言标准库内，规定了一些错误码，一般是放在errno.h中说明的，当我们在使用标准库中的函数的时候发生了某种错误，就将会有对应的错误码； 然而一个错误码很难理解是什么意思，所以每一个错误码都是有对应错误信息的，strerror函数就是将错误信息字符串的首地址返回，常见的如没用错误错误码为0（主函数 return 0 的习惯或许就从这而来）

函数实际运用时的写法：

cs 复制代码

printf("%s\n",strerror(errno));

而与strerror函数极为相似的是perror函数，perror函数有能力直接打印错误信息；在打印的时候，先打印传给perror的字符串，然后打印冒号，再打印空格，最后打印错误码对应的错误信息