C 语言字符串高阶：strstr/strtok/strerror 精讲（含 strstr 模拟实现）

🏠个人主页：黎雁

🎬作者简介：C/C++/JAVA后端开发学习者

❄️个人专栏：C语言、数据结构（C语言）、EasyX、游戏、规划

✨ 从来绝巘须孤往，万里同尘即玉京

文章目录

- [前景回顾：字符串专题核心速记 📝](#前景回顾：字符串专题核心速记 📝)
- 一、strstr：字符串查找（子串匹配）🎯
- - [1. 函数核心要点（<string.h>）](#1. 函数核心要点（<string.h>）)
  - [2. 经典错误认知](#2. 经典错误认知)
  - [3. 模拟实现：暴力匹配法（笔面试首选）](#3. 模拟实现：暴力匹配法（笔面试首选）)
  - [4. 进阶补充：KMP算法 💡](#4. 进阶补充：KMP算法 💡)
- 二、strtok：字符串分割（按分隔符拆分）✂️
- - [1. 函数核心要点（<string.h>）](#1. 函数核心要点（<string.h>）)
  - [2. 避坑关键：使用临时拷贝](#2. 避坑关键：使用临时拷贝)
  - [3. 常见踩坑点](#3. 常见踩坑点)
- 三、strerror：错误码转换（调试必备）⚠️
- - [1. 函数核心要点（<string.h>+<errno.h>）](#1. 函数核心要点（<string.h>+<errno.h>）)
  - [2. 实战示例：调试文件打开失败](#2. 实战示例：调试文件打开失败)
  - [3. 关键补充](#3. 关键补充)
- [写在最后 📝](#写在最后 📝)

字符串专题收官篇来啦！继前两篇吃透字符函数、strlen，以及strcpy/strcat/strcmp后，这一篇我们聚焦字符串操作的高阶场景------子串查找（strstr）、字符串分割（strtok）、错误码处理（strerror），不仅详解函数用法和核心陷阱，还手把手教你模拟实现strstr，同时补充KMP算法进阶知识点，帮你彻底吃透C语言字符串的全场景操作！

前景回顾：字符串专题核心速记 📝

想要吃透本篇的高阶字符串函数，先回顾前两篇的关键知识点：

所有字符串库函数均围绕\0处理，\0是字符串的终止标志。
模拟实现库函数时，assert断言指针非空是保证代码健壮性的关键。
长度受限的字符串函数（如strncpy）比非受限版本更安全，是开发首选。

一、strstr：字符串查找（子串匹配）🎯

strstr是笔面试高频考点，用于在一个字符串中查找另一个字符串的首次出现位置，也是理解KMP算法的入门基础。

1. 函数核心要点（<string.h>）

c 复制代码

char* strstr(const char* str1, const char* str2);

✅ 核心规则：

str1：被查找的主字符串，str2：要匹配的子字符串。
返回值：找到子串则返回其在str1中的起始地址；未找到返回NULL；若str2为空字符串，直接返回str1。
匹配逻辑：逐字符对比，匹配失败则主字符串的匹配起始位置后移一位，重新匹配。

2. 经典错误认知

c 复制代码

// 错误！strstr返回的是子串起始地址，而非索引值
char arr[] = "abcdef";
int index = strstr(arr, "cde"); // 类型不匹配，且逻辑错误

3. 模拟实现：暴力匹配法（笔面试首选）

暴力匹配法是strstr最易上手的模拟实现方式，逻辑清晰，是笔试中考察的重点：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

const char* my_strstr(const char* str1, const char* str2) {
    assert(str1 && str2); // 断言空指针，避免程序崩溃
    
    // 特殊情况：子串为空，直接返回主字符串起始地址
    if (*str2 == '\0') return str1;
    
    const char* cur = str1; // 记录每次匹配的起始位置
    const char* s1 = NULL;  // 遍历主字符串的指针
    const char* s2 = NULL;  // 遍历子字符串的指针
    
    while (*cur) { // 主字符串未遍历完则继续
        s1 = cur;
        s2 = str2;
        
        // 逐字符匹配：字符相等且都未到'\0'
        while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2) {
            s1++;
            s2++;
        }
        
        // 子串遍历完，说明匹配成功，返回当前起始位置
        if (*s2 == '\0') return cur;
        
        cur++; // 匹配失败，起始位置后移一位
    }
    
    return NULL; // 遍历完主字符串仍未找到，返回NULL
}

// 测试代码
int main() {
    char arr[] = "abbbcdefabcdef";
    const char* ret = my_strstr(arr, "bbc");
    if (ret) {
        printf("%s\n", ret); // 输出：bbcdefabcdef
    } else {
        printf("未找到\n");
    }
    return 0;
}

4. 进阶补充：KMP算法 💡

暴力匹配法的时间复杂度为O(n*m)（n为主串长度，m为子串长度），在数据量大时效率较低。而KMP算法通过预处理子串生成next数组，将时间复杂度优化到O(n+m)，是大厂笔面试的高频进阶考点（B站「比特大博哥」有详细的KMP算法讲解，建议进阶学习）。

二、strtok：字符串分割（按分隔符拆分）✂️

strtok是处理格式化字符串的实用工具，常用于解析邮箱、手机号、日志等场景，但其使用规则特殊，极易踩坑。

1. 函数核心要点（<string.h>）

c 复制代码

char* strtok(char* str, const char* sep);

✅ 关键特性：

sep：分隔符集合（如@.表示分隔符是@或.）。
str：待分割的字符串，必须可修改 （不能是const修饰或字符串常量）。
调用规则：首次调用传str，后续调用传NULL（函数内部用static变量保存上次分割位置）。
处理逻辑：将分隔符替换为\0，返回当前分割段的起始地址；无更多分割段时返回NULL。

2. 避坑关键：使用临时拷贝

strtok会修改原字符串，因此建议先拷贝到临时数组再分割：

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char arr[] = "18054369443@128.com";
    char tmp[30] = {0};
    strcpy(tmp, arr); // 拷贝临时版本，避免修改原字符串
    
    const char* sep = "@."; // 分隔符集合：@和.
    char* p = NULL;
    
    // 循环分割：简洁且规范的写法
    for (p = strtok(tmp, sep); p != NULL; p = strtok(NULL, sep)) {
        printf("%s\n", p); // 输出：18054369443  128  com
    }
    return 0;
}

3. 常见踩坑点

c 复制代码

// 错误1：直接分割字符串常量（不可修改）
char* str = "18054369443@128.com";
strtok(str, "@."); // 运行崩溃

// 错误2：后续调用传原字符串
char tmp[30] = "18054369443@128.com";
strtok(tmp, "@.");
strtok(tmp, "@."); // 分割结果错误，应传NULL

三、strerror：错误码转换（调试必备）⚠️

strerror是C语言调试的核心工具，能将库函数调用失败的错误码转换为可读的错误信息，搭配errno全局变量使用。

1. 函数核心要点（<string.h>+<errno.h>）

c 复制代码

char* strerror(int errnum);

✅ 核心规则：

errnum：错误码，通常传入全局变量errno（errno由系统维护，库函数调用失败时会赋值）。
返回值：错误码对应的可读错误信息字符串地址。
简化版：perror(const char* str) = printf + strerror，直接打印自定义提示+错误信息。

2. 实战示例：调试文件打开失败

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main() {
    // 以读模式打开不存在的文件，fopen返回NULL
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL) {
        // 方式1：strerror + errno（自定义提示）
        printf("文件打开失败：%s\n", strerror(errno));
        
        // 方式2：perror（更简洁，推荐）
        perror("打开文件失败"); // 输出：打开文件失败: No such file or directory
        
        return 1; // 异常退出
    }
    
    // 成功打开则关闭文件
    fclose(pf);
    pf = NULL;
    return 0;
}

3. 关键补充

errno初始值为0（无错误），仅在库函数调用失败时修改。
使用perror需包含<stdio.h>头文件，无需手动传入errno，函数内部会自动获取。

写在最后 📝

至此，C语言字符串函数专题全部完结！从基础的字符函数、strlen，到核心的strcpy/strcat/strcmp，再到高阶的strstr/strtok/strerror，我们覆盖了字符串操作的全场景。

这些函数的核心共性是围绕\0处理，而"安全性"（受限/非受限函数）和"指针操作"是贯穿始终的考察重点。笔面试中，不仅要会用这些函数，更要理解模拟实现的底层逻辑------这正是考察C语言指针和内存操作能力的核心方式。

建议大家把专题中的模拟实现代码全部手动敲一遍，加深对逻辑的理解；进阶学习可重点攻克KMP算法，提升应对大厂笔面试的能力。字符串作为C语言的核心知识点，吃透这些内容，能大幅提升你的编程基础和问题解决能力！