前言：
在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了⽅便操作字符和字符串，C语⾔标准库中提供了 ⼀系列库函数，接下来我们就学习⼀下这些函数。
1. 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
这些函数的使⽤⽅法⾮常类似
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 <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;
}
运行结果：
2. 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。
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;
}
运行结果：
3. 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(#include <string.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("str1>str2\n");
}
return 0;
}
strlen的模拟实现：
方法1：
我们通过创建一个临时变量count来统计个数
int my_strlen(const char* str)
{
int count = 0;
assert(str);
while (*str)
{
count++;
str++;
}
return count;
}
int main()
{
char* str = "abcdef";
int ret = my_strlen(str);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
方法2：
使用递归来计算字符串的长度。递归的终止条件是当当前字符是空字符 ('\0') 时返回 0，否则返回 1 加上递归调用 my_strlen(str+1)的结果。这种递归方法会逐层深入字符串，并在回溯时计算字符串的长度。
//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 - 指针得到的就是元素的个数
//指针-指针的⽅式
int my_strlen(char *s)
{
assert(str);
char *p = s;
while(*p != '\0' )
p++;
return p-s;
}
4. strcpy 的使⽤和模拟实现
char* strcpy(char * destination, const char * source );
strcpy 函数会将source 指向的字符串复制到destination 指向的位置，直到遇到源字符串的结束符 '\0'。复制结束后，destination 指向的字符串将与source指向的字符串相同
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。
strcpy模拟实现：
我们来分析一下strcpy函数中不就是把第二个参数'\0'之前的内容拷贝给第一个参数吗？然后再把'\0'拷贝到第一个参数里面吗？
char* my_strcpy(char *dest, const char*src)
{
char *ret = dest;
assert(dest != NULL);
assert(src != NULL);
while((*dest++ = *src++))
{
;
}
return ret;
}
5. strcat 的使⽤和模拟实现
char * strcat ( char * destination, const char * source );
strcat这个函数就是追加的意思，将第二个参数的字符串追加到第一个参数的字符串的后面。
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。
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;
}
字符串⾃⼰给⾃⼰追加，如何？
不要这样，这样会导致死循环程序崩溃的，自己给自己追加的时候尽量不要使用strcat万一他功能不能满足自己给自己追加呢。
自己追加自己不就把自己的'\0'改了吗？那还怎么停止，这样就导致了死循环
6. strcmp 的使⽤和模拟实现
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
两个字符串的内容不能直接进行比较，需要使用strcmp（如果直接比较，比较的是地址首元素的地址）
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：
strcmp函数不就是让两个字符串的内容进行一个一个的进行比较吗？我们通过解引用让他们进行比较如果相等地址++一直循环下去如果遇到'\0'了还一直相等就放回0，如果不相等了就跳出循环，直接返回现在所指的字符之差的数。
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;
}
7. strncpy 函数的使用
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
destination 是目标字符串的指针，用于存储复制后的字符串。
source 是源字符串的指针，即要被复制的字符串。
num 是要复制的最大字符数，包括空字符。
这个函数的功能是将源字符串 source 中的最多 num 个字符复制到目标字符串 destination 中。如果 source 的长度小于 num，则目标字符串会被填充到 num 个字符用'\0凑够；如果 source 的长度大于或等于 num，则只复制 num 个字符，不会添加额外的空字符。
如果要拷贝8个字符不够就用'\0'凑够
int main()
{
char str1[20] = { 0 };
const char* str2 = "abcdef";
strncpy(str1,str2,3);
printf("%s", str1);
return 0;
}
8. strncat 函数的使⽤
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num )
这个函数用于将源字符串 source 的最多 num 个字符连接到目标字符串 destination 的末尾。如果源字符串的长度小于 num，则会把有的字符拼接过去包括'\0，如果源字符串的长度大于或等于 num，则只会连接 num 个字符，并在目标字符串的末尾添加空字符。
需要注意的是，destination 必须具有足够的空间来容纳要连接的字符以及额外的空字符。否则，可能会发生缓冲区溢出的情况，导致未定义行为
int main()
{
char str1[50] = "ghijk";
const char* str2 = "abcdef";
strncat(str1, str2, 2);
return 0;
}
9. strncmp函数的使⽤
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
str1 和 str2 分别是要比较的两个字符串的指针，num 是要比较的字符数。
函数会按顺序比较两个字符串的前 num 个字符。如果两个字符串在前 num 个字符内完全相同，则返回值为0；如果两个字符串在前 num 个字符内不同，则返回值为它们第一个不同字符的差值。差值是根据字符的 ASCII 值计算得出的。
int main()
{
char str1[50] = "abc";
const char* str2 = "abz";
int ret = strncmp(str1, str2, 2);
if (ret == 0) {
printf("相同\n");
}
else if (ret < 0) {
printf("str1 小于 str2\n");
}
else {
printf("str1 大于 str2\n");
}
return 0;
printf("%s", str1);
return 0;
}
运行结果：
10. strstr 的使⽤和模拟实现
char * strstr ( const char * str1, const char * str2);
strstr在一个字符串中查找另一个字符串，函数返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置
字符串的⽐较匹配不包含 \0 字符，以 \0 作为结束标志
char* strstr(const char* str1, const char* str2)
{
const char* s1 = NULL;
const char* s2 = NULL;
const char* cur = str1;
if (*str2 == '\0')
return(char*)str1;
while (*cur)
{
s1 = cur;
s2 = str2;
while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2)
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
{
return (char *)cur;
}
cur++;
}
return(NULL);
}
11. 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，所以在使⽤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;
}
12. 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：
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：
以上内容是我对于C语言字符函数和字符串函数的一些理解和分析，希望能对大家有所帮助。由于个人能力和知识有限，可能存在表述不准确或理解不深刻的地方，还请各位看客不吝指正。
