关于我、重生到500年前凭借C语言改变世界科技vlog.17——字符函数&&字符串函数

DARLING Zero two♡2024-11-11 18:15

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字符函数和字符串函数是C语言中经常用到的两类函数，它们主要用于处理字符数据和字符串数据，本篇 vlog 涉及的函数比较多，注意区分和辨别参数，返回值，类型，适用场景，相信通过这一篇对字符及字符串的处理会有更深入的理解

1.字符函数

字符函数通常是针对单个字符进行操作的函数，它们接受一个字符作为参数，并返回与该字符相关的某种属性或经过特定处理后的结果

1.1 字符分类函数

此类函数主要用于字符的分类，需要包含头文件 #include <ctype.h>

以下介绍一个常用的字符分类函数

1.1.1 islower

islower 用于检查字符是否为小写字母， isupper 作用与其相反

传送门：islower-C++参考

参数：要检查的参数，即大小写字母

返回值：如果 c 确实是小写字母，则该值不为零（即 true），否则为 0（即 false）

举个例子：将字符串中的小写字母都转成大写字母，其他字符不变

csharp 复制代码 
#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;
}

1.2 字符转换函数

此类函数主要用于字符的转换，需要包含头文件 #include <ctype.h>

以下介绍一个常用的字符转换函数

1.2.1 tolower

tolower 用于将参数传进去的大写字母转小写，与 islower 不同的是，islower 只是判断，tolower是直接转换。toupper 用于将参数传进去的小写字母转大写，与 tolower 同理

传送门：tolower-C++参考

参数：要检查的参数，即大小写字母

还是和上面相同的例子

csharp 复制代码 
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;
}

用 c = toupper( c ) 把 c -= 32 替代了，省去了记 ASC|| 值的麻烦，以后修改值直接使用转换字符函数就行了

2.字符串函数

字符串函数则是对字符串（由零个或多个字符组成的序列）进行各种操作的函数，比如获取字符串长度、查找子字符串、替换字符串内容等

2.1 strlen

看过我往期 vlog 的同学，该函数相信大家已经烂熟于心了，这里就不再过多赘述

传送门：strlen-C++参考

2.2 strcpy和strncpy

strcpy 用于将一个字符串复制到另一个字符串中，即 copy

需要包含头文件 #include <string.h>

传送门：strcpy-C++参考

参数：destination-指向要复制内容的目标数组的指针，source-要复制的 C 字符串(注意原字符串不可修改)

返回值：destination 的起始地址

值得注意的是：源字符串必须以 '\0' 结束，拷贝会将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间，且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 的模拟实现：

csharp 复制代码 
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest != NULL);
	assert(src != NULL);

	while ((*dest++ = *src++))
	{
		;
	}
	return ret;
}

将 dest 的起始地址存储到变量 ret，以便返回值返回，对两个形参进行断言操作，避免空指针的使用 while 循环里的两个变量先各自++，然后从右向左赋值，直到 src 遇到 \0 循环才停止

和 strcpy 相像的是 strncpy

传送门：strncpy-C++参考

唯一与 strcpy 不同的是它可以固定复制的个数，不只是以 \0 为标准停下来

值得注意的是：在指定的连接字符个数中是不包括\0的，拷贝num个字符从源字符串到目标空间，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

2.3 strcat和strncat

strcat 用于将一个字符串连接到另一个字符串的末尾，即 concatenate，需要包含头文件 #include <string.h>

传送门：strcat-C++参考

参数：destination-指向要复制内容的目标数组的指针，source-要复制的 C 字符串(注意 destination 和 source 不能重合)

返回值：destination 的起始地址

值得注意的是：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，追加过程中是会覆盖掉目标字符串末尾的 \0 的

如果自己给自己追加呢？

csharp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[20] = "Hello";

    strcat(str, str);

    printf("Result: %s\n", str);

    return 0;
}

原字符串str初始化为 "Hello"，它所占用的内存空间是按照初始化时设定的长度来分配的

• 理论上：追加过程中是会覆盖掉目标字符串末尾的 \0 的，但是不会把原字符串的 \0 复制过去，而是复制完后编译器自动在末尾加上一个 \0

• 实际上：自己给自己追加这个操作是无法让编译器到达添加 \0 这一步的，所以 "Hello" 会一直追加，无限循环下去，直到数组栈溢出报错为止

strcat 的模拟实现：

csharp 复制代码 
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;
}

其实就是在 strcpy 模拟实现的的基础上加了个循环，让指针指向目标字符串的末尾再开始

和 strcat 相像的是 strncat

传送门：strncat-C++参考

唯一与 strcat 不同的是它可以固定追加的个数，不只是以 \0 为标准停下来

值得注意的是：在指定的连接字符个数中是不包括\0的，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，如果 source 指向的字符串的长度小于 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

2.4 strcmp和strncmp

strcmp 用于比较两个字符串的函数，即 compare，需要包含头文件 #include <string.h>

传送门：strcmp-C++参考

参数：str1、str2-要比较的字符串

返回值规定 ：

• 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

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 的模拟实现：

csharp 复制代码 
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;
}

str1 和 str2分别逐个向后一个一个比较，直到遇到第一个大小不同的字符，立马停下，后面都不比较了，无论这个字符串多长，都只看第一个遇到的不同的字符谁大谁小，以ASC|| 的差值作返回值

和 strcmp 相像的是 strnccmp

传送门：strncmp-C++参考

唯一与 strcmp 不同的是它可以固定比较的个数

值得注意的是：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

2.5 strstr

strstr 用于查找在一个字符串中查找另一个指定字符串（子字符串）的首次出现位置

需要包含头文件 #include <string.h>

传送门：strstr-C++参考

参数：str1-要扫描的字符串，str2-包含要匹配的字符序列

返回值：指向 str2 中指定的整个字符序列在 str1 中第一次出现的指针，如果 str1 中不存在序列，则为空指针

strstr 的模拟实现：

csharp 复制代码 
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);
}

外层循环遍历 str1 字符串，内层循环在每个可能的起始位置上对 str2 进行逐个字符比对

2.6 strtok

strtok 是用于字符串分割的函数，需要包含头文件 #include <string.h>

传送门：strtok-C++参考

参数：str-是要进行分割操作的字符串，可以是字符数组形式存在的字符串，delimiters-是用于指定分割字符的字符串，即按照 delim 中包含的字符来对 str 进行分割

返回值：返回一个指向被分割出的下一个子字符串的指针或空指针

值得注意的是：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贝的内容并且可修改），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

这个函数有点难理解，举个例子：

csharp 复制代码 
#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;
}

这段 C 语言代码的主要目的是使用strtok函数对一个表示 IP 地址的字符串进行分割，并逐个输出分割后的子字符串，也就是将 IP 地址中的每个数字部分单独提取并打印出来

2.7 strerror

strerror 用于将一个错误码（由 errno 表示）转换为对应的、人类可读的错误描述字符串

需要包含头文件 #include <string.h>

传送门：strerror-C++参考

参数：errnum-错误码

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

返回值：向描述 errnum 的错误字符串的指针

比如我们打印⼀下0~10这些错误码对应的信息

csharp 复制代码 
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++) {
		printf("%s\n", strerror(i));
	}
	return 0;
}

可以看到每个数字都有对应的错误信息

和 strerror 相像的是 perror

csharp 复制代码 
printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno))
perror("Error opening file unexist.ent")

这两段代码是等价的，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

本篇到这就结束了，涉及的函数很多，及时理解总结才能更好的掌握本篇的知识哦😋

希望读者们多多三连支持

小编会继续更新

你们的鼓励就是我前进的动力！

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