字符函数和字符串函数

一、字符分类函数

以下是 C 语言中 <ctype.h> 头文件字符分类函数的汇总表格：

函数	功能描述
`iscntrl(c)`	判断字符是否为控制字符（如 `\n`、`\t`、`\r` 等不可打印的控制类字符）
`isspace(c)`	判断字符是否为空白字符（包括空格、`\f`、`\n`、`\r`、`\t`、`\v`）
`isdigit(c)`	判断字符是否为十进制数字（0-9）
`isxdigit(c)`	判断字符是否为十六进制数字（0-9、a-f、A-F）
`islower(c)`	判断字符是否为小写字母（a-z）
`isupper(c)`	判断字符是否为大写字母（A-Z）
`isalpha(c)`	判断字符是否为字母（a-z 或 A-Z）
`isalnum(c)`	判断字符是否为字母或数字（a-z、A-Z、0-9）
`ispunct(c)`	判断字符是否为标点符号（非字母、非数字的可打印图形字符，如！、,、; 等）
`isgraph(c)`	判断字符是否为图形字符（可打印且非空白的字符，即排除空格的可打印字符）
`isprint(c)`	判断字符是否为可打印字符（包括图形字符和空白字符）

所有函数的参数为字符的 ASCII 码（通常传入 char 类型会自动转换），返回值为非 0（真）或 0（假）。

这些函数都比较类似，因此我们可以拿一个函数来讲

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。
。

二、字符转换函数

在 C 语言中，<ctype.h> 头文件除了字符分类函数，还提供了两个常用的字符转换函数，用于大小写字母之间的转换：

函数	功能描述
`tolower(int c)`	若字符 `c` 是大写字母（A-Z），则返回对应的小写字母（a-z）；否则返回原字符。
`toupper(int c)`	若字符 `c` 是小写字母（a-z），则返回对应的大写字母（A-Z）；否则返回原字符。

1.将小转大,如图：

2.将大转小，如图：

三、strlen的模拟实现和使用

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
学会strlen函数的模拟实现

如图：；

strlen的模拟实现：

实现思路

接收一个字符串（char* 类型指针）作为参数。
初始化一个计数器，记录字符个数。
遍历字符串：只要当前字符不是 \0，计数器加 1，指针向后移动一位。
当遇到 \0 时，停止遍历，返回计数器的值。

方式一：计数器方式

方式二：递归方式（无计算器）

方式三：指针相减

四、strcyp的模拟实现和使用

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。
学会模拟实现。

模拟实现：

五、strcat的模拟实现和使用

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。
字符串⾃⼰给⾃⼰追加，如何？

示例：

模拟实现：

六、strcmp的模拟实现和使用

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。

示例：

模拟实现：

七、strncpy函数的使用

与 strcpy 的区别

特性	`strcpy`	`strncpy`
复制长度	复制整个源字符串（直到 `\0`）	仅复制前 `n` 个字符
终止符	自动复制源字符串的 `\0`	仅当源字符串长度 < `n` 时，才用 `\0` 填充剩余位置；否则需手动添加
安全性	低（易缓冲区溢出）	较高（可指定复制长度）

八、strnact函数的使用

特性	`strcat`	`strncat`
拼接长度	无限制，拼接源字符串的全部内容（直到 `\0`）	有长度限制，最多拼接 `n` 个字符
终止符处理	自动复制源字符串的 `\0`，拼接后目标字符串末尾有且仅有一个 `\0`	无论是否复制满 `n` 个字符，最终会强制添加一个 `\0`
安全性	低（若源字符串过长，易导致目标空间溢出）	较高（通过 `n` 限制拼接长度，避免溢出）
适用场景	明确源字符串长度≤目标剩余空间时	需要精确控制拼接字符数量的场景（如用户输入截断）

九、strncmp函数的使用

与 strcmp 的区别

特性	`strcmp`	`strncmp`
比较长度	比较整个字符串（直到 `\0`）	仅比较前 `n` 个字符
终止条件	遇到不相等字符或 `\0` 时终止	遇到不相等字符或比较满 `n` 个字符时终止
安全性	低（若字符串无 `\0`，会越界比较）	较高（通过 `n` 限制比较长度）
适用场景	需完整比较字符串时	需精确控制比较长度的场景（如版本号比较 `v1.2` 和 `v1.2.3` 的前 4 个字符）

十、strstr 的使⽤和模拟实现

示例：

模拟实现：

十一、strtok函数的使用

strtok 是字符串分割的常用工具，适合按固定分隔符拆分字符串（如 CSV 格式、命令行参数等），但需注意其对原字符串的修改和线程安全性限制。

十二、strerror函数的使用

在使用的话需要添加头文件<error.h>

strerror 是 "错误码翻译器"，通过它可以将抽象的错误码转换为人类可读的文字描述，是调试和错误处理的重要工具，尤其在文件操作、网络编程等容易出错的场景中频繁使用。

举例：

perror函数的使用

perror 是简化错误信息输出的工具，适合快速调试或输出错误日志，其本质是 strerror(errno) 的 "一键打印版"，使用起来比 strerror 更简洁。

特性	`perror`	`strerror`
功能	直接打印错误信息（含自定义提示）	返回错误信息字符串（需手动打印）
输出方式	自动输出到标准错误流（`stderr`）	需配合 `printf` 等函数输出
依赖 `errno`	直接使用当前 `errno` 的值	需要显式传入错误码（通常是 `errno`）
输出格式	自动添加冒号、空格和换行符	仅返回字符串，格式需手动控制

示例：