32 C 语言字符处理函数详解:isalnum、isalpha、iscntrl、isprint、isgraph、ispunct、isspace

1 isalnum() 函数

1.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int isalnum(int c);

1.2 功能说明

isalnum() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的字母或数字字符('A' - 'Z'、'a' - 'z'、'0' - '9',对应 ASCII 值 65 - 90、97 - 122、48 - 57)

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是字母或数字字符,返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是字母或数字字符,返回 0(表示假)。

1.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 isalnum() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • isalnum() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 字母和数字字符。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码),可能需要使用其他函数或手动处理。

1.4 应用场景

  1. **用户输入验证:**在用户注册或登录时,检查用户名或密码是否仅包含字母和数字(例如,不允许特殊字符)。

  2. **数据过滤:**在处理用户提交的表单数据时,过滤掉非字母或数字的字符(例如,清理电话号码中的空格或连字符)。

  3. **字符串解析:**在解析命令行参数或配置文件时,确保参数仅包含有效字符(例如,文件名或标识符)。

  4. **游戏开发:**在验证玩家输入的昵称或聊天消息时,限制字符类型(例如,防止使用特殊字符或表情符号)。

1.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 isalnum 函数

int main()
{
    char str[] = "Hello123!@#"; // 包含字母、数字和符号的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的字母或数字字符:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (isalnum(str[i]))
        {
            printf("'%c' 是字母或数字字符\n", str[i]);
        }
        else
        {
            printf("'%c' 不是字母或数字字符\n", str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = '7';
    if (isalnum(ch))
    {
        printf("\n'%c' 是一个字母或数字字符\n", ch);
    }
    else
    {
        printf("\n'%c' 不是一个字母或数字字符\n", ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


2 isalpha() 函数

2.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int isalpha(int c);

2.2 功能说明

isalpha() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的字母字符('A' - 'Z' 或 'a' - 'z',对应 ASCII 值 65 - 90、97 - 122)

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是字母字符(大写或小写),返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是字母字符(如数字、符号、空格等),返回 0(表示假)。

2.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 isalpha() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • isalpha() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 字母字符。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码,如带重音符号的字母),可能需要使用其他函数或手动处理。

2.4 应用场景

  1. **输入验证:**确保用户输入的敏感信息(如姓名、密码)仅包含字母,避免数字或符号导致程序异常。

  2. **字符串处理:**从混合字符串(如 "Name: Alice123")中提取或统计字母字符,便于后续处理(如大小写转换、格式化输出)。

  3. **数据清洗:**在文本分析或数据预处理时,移除非字母字符(如数字、标点符号),保留有效文本内容。

  4. **词法分析:**在编译器开发中,识别代码中的标识符(如变量名 count),为语法分析阶段提供基础。

2.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 isalpha 函数

int main()
{
    char str[] = "Hello123!@#"; // 包含字母、数字和符号的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的字母字符:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (isalpha(str[i]))
        {
            printf("'%c' 是字母字符\n", str[i]);
        }
        else
        {
            printf("'%c' 不是字母字符\n", str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = 'G';
    if (isalpha(ch))
    {
        printf("\n'%c' 是一个字母字符\n", ch);
    }
    else
    {
        printf("\n'%c' 不是一个字母字符\n", ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


3 iscntrl() 函数

3.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int iscntrl(int c);

3.2 功能说明

iscntrl() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的控制字符(Control Character)。控制字符是不可见的字符,通常用于终端控制、通信协议或文件格式中的特殊操作(如换行符 \n、制表符 \t、响铃符 \a 等)。

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是控制字符(ASCII 值 0 - 31 或 127),返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是控制字符(如可打印字符、空格等),返回 0(表示假)。

3.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 iscntrl() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • iscntrl() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 控制字符。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码),可能需要使用其他函数或手动处理。

3.4 应用场景

  1. **输入验证:**检测输入流中是否包含控制字符(如终端输入或文件读取),避免控制字符干扰程序逻辑。

  2. **数据清洗:**在文本处理或日志分析时,移除控制字符(如 \n、\t),保留可打印字符以提升数据可读性。

  3. **协议解析:**在通信协议(如串口通信、网络协议)中,识别控制字符以执行特定操作(如换行、响铃)。

  4. **二进制文件处理:**在解析二进制文件时,区分控制字符和普通数据,确保文件格式正确。

3.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 iscntrl 函数

int main()
{
    char str[] = "Hello\tW\to\a!"; // 包含控制字符(制表符、响铃符)的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的控制字符:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (iscntrl(str[i]))
        {
            printf("字符'%c'(ASCII:%d)是控制字符\n", str[i], str[i]);
        }
        else
        {
            printf("字符'%c'(ASCII:%d)不是控制字符\n", str[i], str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = '\a'; // 响铃符(ASCII 7)
    if (iscntrl(ch))
    {
        printf("\n字符'%c'(ASCII:%d)是一个控制字符\n", ch, ch);
    }
    else
    {
        printf("\n字符'%c'(ASCII:%d)不是一个控制字符\n", ch, ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


4 isprint() 函数

4.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int isprint(int c);

4.2 功能说明

isprint() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的可打印字符(Printable Character)。可打印字符包括字母、数字、标点符号、空格(ASCII 值 32 - 126),但不包括控制字符(如 \n、\t)或不可见字符。

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是可打印字符(ASCII 值 32-126),返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是可打印字符(如控制字符、删除符 \x7F),返回 0(表示假)。

4.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 isprint() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • isprint() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 可打印字符。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码),可能需要使用其他函数或手动处理。

4.4 应用场景

  1. **输入验证:**确保用户输入的敏感信息(如密码、用户名)仅包含可打印字符,避免控制字符导致程序异常。

  2. **数据清洗:**在文本处理或日志分析时,移除不可打印字符(如控制字符),保留有效内容以提升数据可读性。

  3. **协议解析:**在通信协议(如串口通信、网络协议)中,验证接收到的数据是否为可打印字符,避免非法字符干扰。

  4. **二进制文件处理:**在解析文本文件时,区分可打印字符和二进制数据,确保文件内容正确。

4.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 isprint 函数

int main()
{
    char str[] = "He\nWo\t!\a"; // 包含控制字符(换行符、制表符、响铃符)的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的可打印字符:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (isprint(str[i]))
        {
            printf("字符 %d ('%c') 是可打印字符\n", str[i], str[i]);
        }
        else
        {
            printf("字符 %d ('%c') 不是可打印字符\n", str[i], str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = ' '; // 空格(ASCII 32)
    if (isprint(ch))
    {
        printf("\n字符 %d ('%c') 是一个可打印字符\n", ch, ch);
    }
    else
    {
        printf("\n字符 %d ('%c') 不是一个可打印字符\n", ch, ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


5 isgraph() 函数

5.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int isgraph(int c);

5.2 功能说明

isgraph() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的图形字符(Graphic Character) 。图形字符是可打印字符(ASCII 值 33 - 126),但不包括空格(ASCII 值 32)。这意味着 isgraph() 仅识别字母、数字、标点符号等非空格的可打印字符。

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是图形字符(ASCII 值 33-126),返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是图形字符(如空格、控制字符、删除符 \x7F),返回 0(表示假)。

5.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 isgraph() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • isgraph() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 图形字符。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码),可能需要使用其他函数或手动处理。

5.4 应用场景

  1. **输入验证:**确保用户输入的敏感信息(如密码、验证码)仅包含非空格的可打印字符,避免无效字符干扰程序逻辑。

  2. **数据清洗:**在文本处理或日志分析时,移除空格或不可打印字符(如控制字符),保留有效内容以提升数据可读性。

  3. **协议解析:**在通信协议(如串口通信、网络协议)中,验证接收到的数据是否为非空格的可打印字符,避免非法字符干扰。

  4. **格式化输出:**在生成格式化文本(如表格、报告)时,确保输出内容不包含空格或控制字符,提升输出质量。

5.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 isgraph 函数

int main()
{
    char str[] = "He\nWo\t!"; // 包含控制字符(换行符、制表符)的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的图形字符:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (isgraph(str[i]))
        {
            printf("字符 %d ('%c') 是图形字符\n", str[i], str[i]);
        }
        else
        {
            printf("字符 %d ('%c') 不是图形字符\n", str[i], str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = ' '; // 空格(ASCII 32)
    if (isgraph(ch))
    {
        printf("\n字符 %d ('%c') 是一个图形字符\n", ch, ch);
    }
    else
    {
        printf("\n字符 %d ('%c') 不是一个图形字符\n", ch, ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


6 ispunct() 函数

6.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int ispunct(int c);

6.2 功能说明

ispunct() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的标点符号(Punctuation Character)。标点符号是可打印字符(ASCII 值 33-126)中不属于字母、数字或空格的字符,例如 ,、.、!、?、; 等。

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是标点符号(ASCII 值 33-126 中非字母、非数字、非空格的字符),返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是标点符号(如字母、数字、空格、控制字符),返回 0(表示假)。

6.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 ispunct() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • ispunct() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 标点符号。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码),可能需要使用其他函数或手动处理。

6.4 应用场景

  1. **文本解析:**在自然语言处理或文本分析中,识别句子边界(如 !、?)或分隔符(如 ,、;),辅助语法分析。

  2. **输入验证:**确保用户输入的特定字段(如密码、用户名)不包含非法标点符号,避免程序逻辑错误。

  3. **数据清洗:**在日志分析或数据预处理时,移除或替换标点符号,保留有效内容以提升数据可读性。

  4. **格式化输出:**在生成格式化文本(如表格、报告)时,控制标点符号的使用,确保输出符合规范。

6.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 ispunct 函数

int main()
{
    char str[] = "Hi! How? !,./"; // 包含标点符号的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的标点符号:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (ispunct(str[i]))
        {
            printf("字符 %d ('%c') 是标点符号\n", str[i], str[i]);
        }
        else
        {
            printf("字符 %d ('%c') 不是标点符号\n", str[i], str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = '.'; // 标点符号(ASCII 46)
    if (ispunct(ch))
    {
        printf("\n'%c' 是一个标点符号\n", ch);
    }
    else
    {
        printf("\n'%c' 不是一个标点符号\n", ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


7 isspace() 函数

7.1 函数原型

cpp 复制代码
#include <ctype.h>

int isspace(int c);

7.2 功能说明

isspace() 函数用于检查传入的整数参数是否为 ASCII 编码的空白字符(Whitespace Character) 。空白字符包括空格( )、换行符(\n)、制表符(\t)、回车符(\r)、垂直制表符(\v)和换页符(\f)。

  • 参数:

    • c 表示要检查的字符,以 int 形式传递(通常是 char 类型转换而来的 ASCII 码值)。
  • 返回值:

    • 如果 c 是空白字符(ASCII 值 9、10、11、12、13、32),返回非零值(通常是 1,表示真)。
    • 如果 c 不是空白字符(如字母、数字、标点符号),返回 0(表示假)。

7.3 注意事项

  1. 头文件依赖:

    1. 使用 isspace() 函数前,必须包含 <ctype.h> 头文件,否则编译器可能无法识别该函数,导致编译错误或链接失败。
  2. 参数范围限制:

    • 虽然函数参数类型为 int,但实际应传递 unsigned char 类型的值或 EOF(通常用于文件操作结束标志)。
    • 如果传入的值超出 unsigned char 范围(0 - 255)或 EOF,函数的行为是未定义的(可能导致程序崩溃或返回错误结果)。
    • 例如:直接传递负的 char 值(如 -1)或大于 127 的值时,函数会返回 0。
  3. 区域设置依赖:

    • isspace() 的行为受区域设置(locale)影响,但在默认的 "C" 区域设置中,仅识别 ASCII 空白字符。
    • 如果程序依赖其他区域设置(如非 ASCII 编码),可能需要使用其他函数或手动处理。

7.4 应用场景

  1. **文本解析:**在自然语言处理或文本分析中,识别句子或段落分隔符(如换行符、制表符),辅助语法分析。

  2. **输入验证:**确保用户输入的特定字段(如用户名、密码)不包含非法空白字符,避免程序逻辑错误。

  3. **数据清洗:**在日志分析或数据预处理时,移除或替换多余的空白字符,保留有效内容以提升数据可读性。

  4. **格式化输出:**在生成格式化文本(如表格、报告)时,控制空白字符的使用,确保输出符合规范。

7.5 示例程序

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
#include <ctype.h> // 引入 ctype.h 头文件以使用 isspace 函数

int main()
{
    char str[] = "He l\nW d\t!"; // 包含空白字符的字符串

    printf("字符串 \"%s\" 中的空白字符:\n", str);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
    {
        if (isspace(str[i]))
        {
            printf("字符 %d ('%c') 是空白字符\n", str[i], str[i]);
        }
        else
        {
            printf("字符 %d ('%c') 不是空白字符\n", str[i], str[i]);
        }
    }

    // 检查单个字符
    char ch = ' '; // 空格(ASCII 32)
    if (isspace(ch))
    {
        printf("\n'%c' 是一个空白字符\n", ch);
    }
    else
    {
        printf("\n'%c' 不是一个空白字符\n", ch);
    }

    return 0;
}

程序在 VS Code 中的运行结果如下所示:


8 字符处理函数总结

函数名 功能描述 输入类型 返回值类型 返回值说明
isalnum 检查字符是否为字母或数字(a-z, A-Z, 0-9) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是字母或数字,否则 0(假)
isalpha 检查字符是否为字母(a-z, A-Z) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是字母,否则 0(假)
iscntrl 检查字符是否为控制字符(如换行符、制表符等,ASCII 0-31 和 127) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是控制字符,否则 0(假)
isprint 检查字符是否为可打印字符(ASCII 32-126) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是可打印字符,否则 0(假)
isgraph 检查字符是否为图形字符(可打印且非空格字符,ASCII 33-126) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是图形字符,否则 0(假)
ispunct 检查字符是否为标点符号(如 !, ", #, $, %, 等) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是标点符号,否则 0(假)
isspace 检查字符是否为空白字符(如空格、制表符、换行符等) int(字符的 ASCII 值) int 非零值(真)如果字符是空白字符,否则 0(假)
  • 这些函数都定义在 **<ctype.h>**头文件中。
  • 输入参数通常是字符的 ASCII 值(即 int 类型),但通常通过传递字符(如 'a')来隐式转换。
  • 返回值类型为 int,通常用于布尔判断(非零为真,0 为假)。
  • isalnum 是 isalpha 和 isdigit 的组合,检查字符是否为字母或数字。
  • isgraph 和 isprint 的区别在于 isgraph 不包括空格字符(ASCII 32),而 isprint 包括。
  • isspace 检查的空白字符包括空格、制表符(\t)、换行符(\n)、回车符(\r)、垂直制表符(\v)和换页符(\f)。
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