字符函数和字符串函数

encoconut2024-11-20 20:22

字符分类函数

C语言中有⼀系列的函数是专门做字符分类的，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：ctype.h

这些函数的用法非常类似。

c 复制代码 
 int islower ( int c )

islower是能够判断参数部分是否是小写字母的。

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。

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
	char str[] = "Test String";
	int i = 0;
	while(str[i])//'\0'的ASCLL码为0
	//while (str[i] != '\0')
	{
		if (islower(str[i]))
			str[i] -= 32;
		//写法一：putchar
		putchar(str[i]);
		i++;
	}
	printf("\n");
	//写法二：%s
	printf("%s", str);
	return 0;
}

输出结果：
TEST STRING
TEST STRING

字符转换函数

C语⾔提供了2个字符转换函数，头文件为ctype.h

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

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，就可以直接使用转换函数。

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

strlen的使用和模拟实现

基本用法

strlen是C语言库函数，功能是求字符串长度。

头文件为string.h

c 复制代码 
size_t strlen ( const char * str );
  • 统计的是从strlen函数的参数str中这个地址开始向后，\0之前 字符串中字符的个数（不包含'\0')。
  • strlen函数会⼀直向后找\0字符，直到找到为止，所以可能存在越界查找。

我们可以通过代码来理解：

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    char arr1[] = "abc";
    char arr2[] = { 'a', 'b' , 'c' };
    char arr3[] = { 'a', 'b' , 'c' , '\0' };
    printf("%s\n%s\n%s\n", arr1, arr2, arr3);
    int len1 = strlen(arr1);
    int len2 = strlen(arr2);
    int len3 = strlen(arr3);
    printf("%d\n%d\n%d\n", len1, len2, len3);
    return 0;
}

运行结果为：

我们可以看到，字符串中有\0 和无\0的结果不同，这是因为arr2因为没有\0而打印没有停止，继续打印了一些随机值。

  • 函数的返回值为size_t，是无符号的。
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
		printf(">");
	else
		printf("<");
	return 0;
}

输出结果为>

strlen的返回值为size_t类型，是无符号整型。

无符号整型 - 无符号整型，结果为无符号整型。

模拟实现

方法一

c 复制代码 
//计数器方式
size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	//assert(str != NULL);
	size_t count = 0;
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char str[] = "Test String";
	size_t i = my_strlen(str);
	printf("%zd", i);
	return 0;
}

方法二：

c 复制代码 
//指针 --- 指针
#include<stdio.h>
#include<assert.h>

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	//assert(str != NULL);
	char* p = str;
	while (*str)
	{
		str++;
	}
	return str - p;
}
int main()
{
	char str[] = "Test String";
	size_t i = my_strlen(str);
	printf("%zd", i);
	return 0;
}

方法三：

c 复制代码 
//不创建临时变量------函数递归
#include<stdio.h>
#include<assert.h>

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	//assert(str != NULL);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}
int main()
{
	char str[] = "Test String";
	size_t i = my_strlen(str);
	printf("%zd", i);
	return 0;
}

strcpy的使用和模拟实现

基本用法

strcpy是C语言库函数，功能是字符串的拷贝。

头文件为string.h

c 复制代码 
char* strcpy(char * destination, const char * source );
  • Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating 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'拷贝到目标空间，拷贝至'\0'`结束。
  • 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（常量字符串不能作为目标空间）。
  • strcpy的返回值为目标空间的起始地址（便于链式访问）。

:::

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

int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef";
	char arr2[20] = "ghijkl";
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

模拟实现

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<assert.h>

char* my_strcpy (char* des, const char* sour)
{
	char* p = des;
	assert(des && sour);
	while (*des++ = *sour++)
        //=的返回值为所赋的值
	{
		;
	}
    //拷贝\0
	*des = *sour;
	return p;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "abcdef";
	char arr2[20] = "ghijkl";
	my_strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

strcat的使用和模拟实现

基本用法

strcat是C语言库函数，功能是追加字符串。

头文件为string.h

c 复制代码 
char * strcat ( char * destination, const char * source );
  • 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'，否则不知道从哪里开始追加。
  • 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。
  • 返回值为目标空间的地址。
  • 不适用于字符串自己给自己追加。
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[20] = "world!";
	strcat(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

模拟实现

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<assert.h>

char* my_strcat(char* des, const char* sour)
{
	char* p = des;
	assert(des && sour);
    //找到'\0'
	while (*des)
	{
		des++;
	}
    //追加字符串
	while (*des++ = *sour++)
	{
		;
	}
	return p;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[20] = "world!";
	my_strcat(arr1, arr2);
	printf("%s", arr1);
	return 0;
}

注意：strcat `不适用于字符串自己给自己追加。

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>

char* my_strcat(char* des, const char* sour)
{
	char* p = des;
	assert(des && sour);
	while (*des)
	{
		des++;
	}
	while (*des++ = *sour++)
	{
		;
	}
	return p;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "abc";
	my_strcat(arr1, arr1);
	printf("%s", arr1);
    //陷入死循环
    //源字符串中的'\0'被破坏
	return 0;
}
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char arr1[20] = "abc";
	strcat(arr1, arr1);
	printf("%s", arr1);//输出 abcabc
    //在VS中，strcat能够实现字符串自己给自己的追加
	return 0;
}

strcmp的使用和模拟实现

基本用法

strcmp是C语言库函数，功能是比较字符串。

  • 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.
  • 比较的不是字符串的长度，而是对应位置 ASCLL 码值的大小。
  • 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
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	int i = strcmp("abcde", "abq");
	printf("%d", i);//输出 -1
	return 0;
}
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	int r = strcmp("abcdef", "abq");
	if (r == 1)
		printf("字符串一大于字符串二");

	else if (r == 0)
		printf("字符串一等于字符串二");
	else
		printf("字符串一小于字符串二");
	return 0;
}

这串代码正不正确？
在VS2022等部分编译器中，是正确的，因为这些编译器的返回值只为-1,1,0。

模拟实现

方法一

c 复制代码 
//VS2022中的写法
#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++;
	}
	if (*str1 > *str2)
		return 1;
	else
		return -1;
}
int main()
{
	int i = strcmp("abcde", "abq");
	printf("%d", i);
	return 0;
}

方法二

c 复制代码 
#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()
{
	int i = my_strcmp("abcde", "abq");
	printf("%d", i);
	return 0;
}

strncpy函数的使用

strncpy是C语言库函数，功能是字符串的拷贝。

头文件为string.h

c 复制代码 
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 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。
  • 返回值为目标空间的地址。
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char str1[20] = "abcdef";
	char str2[20] = "ghi";
	strncpy(str1, str2, 5);
	printf("%s", str1);
	return 0;
}

strncat函数的使用

c 复制代码 
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 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的内容追加到指向的字符串末尾。
  • 返回值为目标空间的地址。
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char str1[20] = "abc";
	char str2[20] = "defghi";
	strncat(str1, str2, 3);
	printf("%s", str1);
	return 0;
}
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char str1[20] = "xxx\0xxxxxx";
	char str2[20] = "abc";
	strncat(str1, str2, 6);
	printf("%s", str1);
	return 0;
}

注意：字符串给自身追加的操作用 **strncat**更安全。

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

int main()
{
	char str1[20] = "abcdefghi";
	size_t len = strlen(str1);
	strncat(str1, str1, len);
	printf("%s", str1);//输出 abcdefghiabcdefghi
	return 0;
}

strncmp函数的使用

c 复制代码 
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。如果字符都相等，就是相等返回0
  • 比较的不是字符串的长度，而是对应位置 ASCLL 码值的大小。
  • 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
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char str1[20] = "abcdefg";
	char str2[20] = "abcde";
	int i = strncmp(str1, str2, 7);
	printf("%d", i);//输出 0
	return 0;
}

strstr的使用和模拟实现

strstr是C语言库函数，功能是在字符串中查找子串。

头文件为string.h

基本功能

c 复制代码 
char * strstr ( const char * str1, const char * str2);
  • Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, ora 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）。
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char str1[20] = "abcdefabcdef";
	char str2[20] = "def";
	char* p = strstr(str1, str2);
	if (p == NULL)
		printf("找不到");
	else
		printf("找到了");
	return 0;
}

模拟实现

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
    assert(str1 && str2);
	//强制类型转换，更加规范
	char* p1 = (char*) str1;
	char* p2 = (char*) str2;
	if (!*str2/* *str2 == '\0' */)
		return (char*)str1;
	while (*p1)
	{
		//多次匹配保留起始位置
		char* s1 = p1;
		char* s2 = p2;
		while (*s1 && *s2 && !(*s1 - *s2)/* *s1 == *s2 */)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (!*s2)
			return p1;
		p1++;
	}
	return NULL;
}

int main()
{
	char str1[20] = "abcdefabcdef";
	char str2[20] = "def";
	char* p = my_strstr(str1, str2);
	if (p == NULL)
		printf("找不到\n");
	else
	{
		printf("找到了\n");
		printf("%s", p);
	}
	return 0;
}

strtok函数的使用

c 复制代码 
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

● str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贝的内容并且可修改。）

● strtok函数的第⼀个参数不为NULL，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（存放于一个静态变量中）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。

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

int main()
{
	char arr1[] = "zpw@bitedu.net";
	const char arr2[] = "@.";
	char* p = strtok(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);//输出 zpw
	printf("%s\n", p);//输出 zpw
	return 0;
}
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
	char arr1[] = "zpw@bitedu.net";
	const char arr2[] = "@.";
	char* r = NULL; 
	char* p1 = strtok(arr1, arr2);
	char* p2 = strtok(r, arr2);
	printf("%s\n", p1);//输出 zpw
	printf("%s\n", p2);//输出 biteedu
	return 0;
}

strerror函数的使用

基本用法

c 复制代码 
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，头文件为string.h。

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面的变量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，就会讲对应的错误码，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。

c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>

int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++)
	{
		printf("%d:%s\n", i, strerror(i));
	}
	return 0;

在vs2022 + windows11环境下，输出结果为：

c 复制代码 
0:No error
1:Operation not permitted
2:No such file or directory
3:No such process
4:Interrupted function call
5:Input/output error
6:No such device or address
7:Arg list too long
8:Exec format error
9:Bad file descriptor
10:No child processes
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//以读的形式打开文件
	if (pf == NULL)
	{
		//打开文件失败
		printf("错误信息是：%s\n", strerror(errno));
        //输出 错误信息是: No such file or directory
	}
	return 0;
}

perror函数的使用

c 复制代码 
void perror(const char* str);
c 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>

int main()
{
	FILE* pf = fopen("test.txt", "r");//以读的形式打开文件
	if (pf == NULL)
	{
		//打开文件失败
		perror("错误信息是");
        //输出 错误信息是: No such file or directory
        //在括号中加字符串时，会自动添加':'和' '
		printf("错误信息是: %s\n", strerror(errno));
        //输出 错误信息是: No such file or directory
	}
	return 0;
}
相关推荐
XH华4 小时前
初识C语言之二维数组(下)
c语言·算法
Uu_05kkq7 小时前
【C语言1】C语言常见概念（总结复习篇）——库函数、ASCII码、转义字符
c语言·数据结构·算法
嵌入式科普9 小时前
十一、从0开始卷出一个新项目之瑞萨RA6M5串口DTC接收不定长
c语言·stm32·cubeide·e2studio·ra6m5·dma接收不定长
A懿轩A9 小时前
C/C++ 数据结构与算法【栈和队列】 栈+队列详细解析【日常学习，考研必备】带图+详细代码
c语言·数据结构·c++·学习·考研·算法·栈和队列
1 9 J10 小时前
数据结构 C/C++(实验五:图)
c语言·数据结构·c++·学习·算法
仍然探索未知中12 小时前
C语言经典100例
c语言
爱吃西瓜的小菜鸡12 小时前
【C语言】矩阵乘法
c语言·学习·算法
Stark、13 小时前
【Linux】文件IO--fcntl/lseek/阻塞与非阻塞/文件偏移
linux·运维·服务器·c语言·后端
deja vu水中芭蕾14 小时前
嵌入式C面试
c语言·开发语言
stm 学习ing15 小时前
HDLBits训练3
c语言·经验分享·笔记·算法·fpga·eda·verilog hdl
热门推荐
01〔AI 绘画〕Stable Diffusion 之 解决绘制多人或面部很小的人物时面部崩坏问题 篇02ARM学习（31）编译器对overlay方式的支持03玄机平台应急响应—webshell查杀04DisplayPort AltMode On Type-c协议_Ver2.0(学习笔记)05校验 GPT-4 真实性的三个经典问题：快速区分 GPT-3.5 与 GPT-4，并提供免费测试网站06Docker 夺命连环 15 问076个主流的工业3D管道设计软件08基于大语言模型（LLM）的合成数据生成、策展和评估的综述09(欧拉)openEuler系统添加网卡文件配置流程、(欧拉)openEuler系统手动配置ipv6地址流程、(欧拉)openEuler系统网络管理说明10树莓派 5 AI 套件（Hailo-8L）使用教程