C语言入门（二十一）：字符函数和字符串函数（1）

雨落在了我的手上2025-11-27 12:00

⽬录：

[1. 字符分类函数](#1. 字符分类函数)

[2. 字符转换函数](#2. 字符转换函数)

[3. strlen的使⽤和模拟实现](#3. strlen的使⽤和模拟实现)

[4. strcpy的使⽤和模拟实现](#4. strcpy的使⽤和模拟实现)

[5. strcat的使⽤和模拟实现](#5. strcat的使⽤和模拟实现)

[6. strcmp的使⽤和模拟实现](#6. strcmp的使⽤和模拟实现)

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，我们就讲解⼀个函数的事情，其他的⾮常类似：

函数原型如下:

cpp 复制代码 
 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。

代码如下：

cpp 复制代码 
int main()
{
	//islower可以判断参数部分是否是小写字母，如果返回值是小写，则返回非0整数
	//如果是大写，则返回0
	int ret1 = islower('a');
	int ret2 = islower('A');


	//isspace可以判断参数是否为空白字符
	//如果是空白字符，则返回非0整数，不是空白字符，则返回0
	int ret3 = isspace(' ');
	int ret4 = isspace('a');

	printf("%d\n", ret1);
	printf("%d\n", ret2);
	printf("%d\n", ret3);
	printf("%d\n", ret4);

	return 0;
}

输出结果：

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。

cpp 复制代码 
int main()
{
	char arr[] = "I Am a Student"; //空格也算一个元素

	int i = 0;
	while (arr[i] != '\0') //如果不等于\0，则进入while循环
	{
		if (arr[i] >= 'a' && arr[i] <= 'z'); //判断字母的大小写
		{
			arr[i] -= 32; //a和A之间的ASCLL值差刚刚好差32，字母的小写和它对应的大写，它们的值刚刚好差32
		}
		i++; //每判断完一个字母后，则继续判断下一个
	}
	printf("%s\n", arr);//打印出我们最终的值

	return 0;

}

输出结果：小写换大写

利用islower函数来进行上面的打印

cpp 复制代码 
int main()
{
	char arr[] = "I Am a Student"; //空格也算一个元素

	int i = 0;
	while (arr[i] != '\0')//如果不等于\0，则进入while循环
	{
		if(islower(arr[i]))
		{
			arr[i] -= 32; //a和A之间的ASCLL值差刚刚好差32，字母的小写和它对应的大写，它们的值刚刚好差32
		}
		i++; //每判断完一个字母后，则继续判断下一个
	}
	printf("%s\n", arr);//打印出我们最终的值

	return 0;

}

输出结果：

2.字符转换函数

C语⾔提供了2个字符转换函数：

toupper 大写转小写
tolower 小写转大写

函数原型如下：

cpp 复制代码 
 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 数。

代码如下：
这里我们演示一下大写转小写

cpp 复制代码 
int main()
{
	char arr[] = "I Am a Student";

	int i = 0;
	while (arr[i] != '\0')
	{
		if (isupper(arr[i])) // 如果是大写则进入
		{
			arr[i] = tolower(arr[i]); //大写转小写
		}
		i++; 
	}
	printf("%s\n", arr);

	return 0;

}

输出结果：

3.strlen的使用和模拟实现

3.1strlen的使用

函数原型如下：

cpp 复制代码 
size_t strlen (const char* str);

注意：它还需要一个头文件<string.h>
返回值类型是 size_t 它是一个无符号整型

• 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

• 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

• strlen的使⽤需要包含头⽂件

关于第四点我们来提一下这个无符号的计算

代码如下：

cpp 复制代码 
int main()
{
	if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)
	{
		printf(">\n"); //输出>
	}
	else
	{
		printf("<=\n");
	}
	return 0;
}

输出结果；

解析：按道理第一个strlen里面的值小于第二个strlen里面的值，输出的结果应该是小于

但是我们的结果确是大于号，原因就在于它们计算的最后的结果是无符号的，所以是大于

3.2srelen函数的模拟实现

1.计算器版本

cpp 复制代码 
size_t my_strlen(const char* s)
{
	//计算器
	int count = 0;
	while (*s != '\0')
	{
		count++;
		s++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t len = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", len);

	return 0;
}

输出结果：

2.递归版本的模拟实现

cpp 复制代码 
size_t my_strlen(const char* s)
{
	if (*s == '\0') //如果遇到的第一个参数值就是\0，则长度为0
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1 + my_strlen(s + 1);
	}
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t len = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", len);

	return 0;
}

输出结果：

解析：return 1 + my_strlen(s + 1);

1：代表当前字符的长度

  • 比如当前字符是 'a'，这个 'a' 就算作 1 个长度单位

s + 1：指针运算

  • s 是指向当前字符的指针

  • s + 1 让指针指向下一个字符

  • 比如：s 指向 "abcdef"，s + 1 就指向 "bcdef"

my_strlen(s + 1)：递归调用

  • 计算从下一个字符开始的字符串长度

4.strcpy的使用和模拟实现

函数原型如下：

cpp 复制代码 
1
 char* strcpy(char * destination, const char * source );

注意：

• 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。

• 它需要一个头文件<string.h>

4.1strcpy的使用

cpp 复制代码 
int main()
{
	char arr1[] = "hello world";
	char arr2[20] = { 0 };
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxxxxxx"; //两种写法都行
 
	strcpy(arr2, arr1);  //就arr1的值传给arr2里面去

	printf("%s\n", arr2);

	return 0;
}

输出结果：

4.2strcpy函数的模拟实现

cpp 复制代码 
void my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	assert(src != NULL); //防止代码出错误
	assert(dest != NULL);


	while (*src != '\0') //拷贝\0之前的
	{
		*dest = *src;
		dest++;
		src++;
	}
	*dest = *src; //拷贝\0

}

int main()
{
	char arr1[] = "hello world";
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxxxxxx"; //两种写法都行

	my_strcpy(arr2, arr1);  //就arr1的值传给arr2里面去

	printf("%s\n", arr2);

	return 0;
}

输出结果：

优化上面的代码

cpp 复制代码 
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	while (*dest++ = *src++) 
	{
		;
	}
	return dest;
}
int main()
{
	char arr1[] = "hello world";
	char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxxxxxx"; 

	my_strcpy(arr2, arr1);  //就arr1的值传给arr2里面去

	printf("%s\n", arr2);

	return 0;
}

输出结果：

解析：

保存起始地址

  • 创建临时指针 ret 保存 dest 的起始地址
  • 目的 ：因为后面 dest 指针会移动，需要保留起始位置用于返回
cpp 复制代码 
char* ret = dest;

核心拷贝循环

步骤1 *dest = *src ：将src指向的字符赋值给dest指向的位置，然后检查赋值结果是否为0（即是否拷贝了'\0'）

步骤2 dest++ ：dest指针后移

步骤3 src++ ：src指针后移

cpp 复制代码 
while (*dest++ = *src++)
{
    ;
}

5.strcat的使用和模拟实现

5.1strcat的使用

功能：用来连接字符串

注意：

• 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。

•需要一个头文件<string.h>

cpp 复制代码 
int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "world";

	strcat(arr1, arr2);

	printf("%s\n", arr1); //输出 hello world

	return 0;
}

输出结果：

5.2模拟实现strcat函数

注意:

strcat函数的返回值是目标空间的起始地址

cpp 复制代码 
char* my_strcat(char* dest,const char* src)
{
	char* ret = dest;
	while (*dest != '\0') //找出\0的位置
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)  //拷贝\0之前的数
	{
		;  //分号是---空语句
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "world";

	char* s=my_strcat(arr1, arr2);

	printf("%s\n", arr1); //输出 hello world
	printf("%s\n", s); //两种打印方式

	return 0;
}

输出结果：

6.strcmp的使用和模拟实现

6.1strcmp的使用

功能：比较字符串的内容大小(通过它对应的ASCOLL值比较)

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
cpp 复制代码 
int main()
{
	char arr1 [] = "abc";
	char arr2 [] = "abcdef";
	int ret = strcmp(arr1, arr2);

	printf("%d\n", ret); //arr1<arr2 所以输出一个小于0的数，这里是-1

	return 0;
}

输出结果：

6.2模拟实现1

cpp 复制代码 
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	while (*str1 == *str2) //如果遇到相同的数，那么继续往后找，一直到\0为止
	{
		if (*str1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		str1++;
		str2++;
	}
	if (*str1 > *str2)
	{
		return 1;
	}
	else
	{
		return -1;
	}
	
}

int main()
{
	char arr1[] = "abc";
	char arr2[] = "ab";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);

	printf("%d\n", ret); 

	return 0;
}

6.3模拟实现2

cpp 复制代码 
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abc";
	char arr2[] = "abcdef";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);

	printf("%d\n", ret); 

	return 0;
}

输出结果：

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