C 语言字符串进阶：strcpy/strcat/strcmp 精讲

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文章目录

• • [前景回顾：字符串专题①核心速记 📝](#前景回顾：字符串专题①核心速记 📝)
  • [一、长度不受限制的字符串函数：基础但易踩坑 ⚠️](#一、长度不受限制的字符串函数：基础但易踩坑 ⚠️)
  • • [1. strcpy：字符串拷贝 📤](#1. strcpy：字符串拷贝 📤)
    • • （1）函数原型与核心规则
      • （2）经典错误示例
      • （3）模拟实现：从基础到精简
    • [2. strcat：字符串追加 📥](#2. strcat：字符串追加 📥)
    • • （1）函数原型与核心规则
      • （2）自追加错误示例
      • （3）模拟实现：先找`\0`再拷贝
    • [3. strcmp：字符串比较 🆚](#3. strcmp：字符串比较 🆚)
    • • （1）函数原型与比较规则
      • （2）经典易错点：比较字符串地址
      • （3）模拟实现：逐字符对比差值
  • [二、长度受限制的字符串函数：安全版优选 🔒](#二、长度受限制的字符串函数：安全版优选 🔒)
  • • [1. 函数对比表](#1. 函数对比表)
    • [2. 实战示例：strncpy（最常用）](#2. 实战示例：strncpy（最常用）)
    • [3. 关键注意点](#3. 关键注意点)
  • [写在最后 📝](#写在最后 📝)

字符串专题第二篇来啦！继上一篇吃透字符函数和strlen后，这一篇我们聚焦字符串操作的"三驾马车"------strcpy（拷贝）、strcat（追加）、strcmp（比较），深入拆解它们的使用规则、易错陷阱和模拟实现逻辑，同时补充更安全的长度受限版本函数，帮你彻底掌握字符串操作的核心底层逻辑！

前景回顾：字符串专题①核心速记 📝

C 语言字符串入门：字符函数 + strlen 精讲（从使用到模拟实现）

想要吃透本篇的字符串操作函数，先回顾上一篇的关键知识点：

1. 字符串的终止标志是\0，所有库函数操作字符串均依赖\0判断结束位置。
2. strlen返回size_t无符号整数，直接参与减法比较易出逻辑错误。
3. 模拟实现库函数时，需用assert断言指针非空，保证代码健壮性。

一、长度不受限制的字符串函数：基础但易踩坑 ⚠️

strcpy、strcat、strcmp是C语言最基础的字符串操作函数，核心特点是仅以\0作为操作终止依据，使用不当极易引发缓冲区溢出，也是笔面试中考察字符串基础的高频考点。

1. strcpy：字符串拷贝 📤

strcpy的核心作用是将源字符串完整拷贝到目标空间（包含\0），并返回目标空间起始地址以支持链式调用。

（1）函数原型与核心规则

char* strcpy(char* destination, const char* source);

✅ 核心规则：

• 源字符串必须以\0结束，否则会越界拷贝内存中随机值。
• 目标空间需足够大，能容纳源字符串的所有字符（含\0）。
• 目标空间必须可修改，不能是const修饰的字符串或字符串常量（如char* p = "abc"）。

（2）经典错误示例

// 错误1：目标空间是字符串常量，不可修改
char* dest = "xxxxxxxxxx";
char* src = "abcdef";
strcpy(dest, src); // 运行崩溃

// 错误2：源字符串无'\0'，越界拷贝
char arr1[] = {'a','b','c'}; // 无'\0'
char arr2[5] = {0};
strcpy(arr2, arr1); // 拷贝随机值，缓冲区溢出

（3）模拟实现：从基础到精简

模拟实现的核心是"逐字符拷贝+\0终止"，以下是逐步优化的最终版本：

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

char* my_strcpy(char* dest, const char* src) {
    assert(dest && src); // 断言空指针，提升代码健壮性
    char* ret = dest;    // 保存目标起始地址，用于返回
    
    // 后置++：先拷贝字符，再移动指针；'\0'的ASCII为0，拷贝后循环终止
    while (*dest++ = *src++) {
        ; // 空语句，核心逻辑在循环条件中
    }
    
    return ret; // 返回目标起始地址，支持链式调用
}

// 测试代码
int main() {
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[20] = "xxxxxxxxxx";
    printf("%s\n", my_strcpy(arr2, arr1)); // 输出：abcdef
    return 0;
}

2. strcat：字符串追加 📥

strcat用于将源字符串追加到目标字符串的末尾，追加起始位置是目标字符串的\0处，同样会拷贝源字符串的\0。

（1）函数原型与核心规则

char* strcat(char* destination, const char* source);

✅ 核心规则：

• 目标字符串和源字符串都必须以\0结束（目标\0是追加起点）。
• 目标空间需足够大，能容纳"目标原字符串+源字符串"的总长度。
• ❌ 严禁字符串自追加！会覆盖自身\0，导致死循环直至缓冲区溢出。

（2）自追加错误示例

char arr[20] = "abc";
strcat(arr, arr); // 死循环！追加时覆盖arr的'\0'，无法终止

（3）模拟实现：先找\0再拷贝

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

char* my_strcat(char* dest, const char* src) {
    assert(dest && src);
    char* ret = dest;
    
    // 步骤1：找到目标字符串的'\0'
    while (*dest) {
        dest++;
    }
    
    // 步骤2：从'\0'开始拷贝源字符串（同strcpy逻辑）
    while (*dest++ = *src++) {
        ;
    }
    
    return ret;
}

// 测试代码
int main() {
    char arr1[20] = "hello ";
    char arr2[] = "world";
    printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2)); // 输出：hello world
    return 0;
}

3. strcmp：字符串比较 🆚

strcmp用于按ASCII码值逐字符比较两个字符串的内容，绝对不能直接用>/</==比较字符串地址！

（1）函数原型与比较规则

int strcmp(const char* str1, const char* str2);

✅ 比较规则（返回值）：

• 若str1 > str2 → 返回大于0的数；
• 若str1 == str2 → 返回0；
• 若str1 < str2 → 返回小于0的数。

（2）经典易错点：比较字符串地址

// 错误！比较的是字符串常量的内存地址，而非内容
if ("abc" > "abcd") {
    printf("错误的比较逻辑\n");
}

（3）模拟实现：逐字符对比差值

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

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2) {
    assert(str1 && str2);
    
    // 逐字符比较，直到字符不同或遇到'\0'
    while (*str1 == *str2) {
        // 同时到'\0'，说明字符串完全相等
        if (*str1 == '\0') {
            return 0;
        }
        str1++;
        str2++;
    }
    
    // 返回不同字符的ASCII差值，直接体现大小关系
    return *str1 - *str2;
}

// 测试代码
int main() {
    int ret = my_strcmp("abcdef", "abc");
    if (ret > 0) {
        printf("abcdef > abc\n"); // 输出此结果
    } else if (ret == 0) {
        printf("abcdef == abc\n");
    } else {
        printf("abcdef < abc\n");
    }
    return 0;
}

二、长度受限制的字符串函数：安全版优选 🔒

为解决长度不受限制函数的缓冲区溢出问题，C语言提供了strncpy、strncat、strncmp，核心是增加size_t num参数指定最大操作长度，是实际开发中的首选。

1. 函数对比表

长度不受限制函数	长度受限制函数	核心差异
strcpy	strncpy	最多拷贝num个字符，源不足则补\0至num个
strcat	strncat	最多追加num个字符，追加后自动补\0
strcmp	strncmp	仅比较前num个字符

2. 实战示例：strncpy（最常用）

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

int main() {
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[20] = "xxxxxxxxxx";
    
    // 仅拷贝前3个字符，剩余位置保留原内容
    strncpy(arr2, arr1, 3);
    printf("%s\n", arr2); // 输出：abcxxxxxxx
    
    // 源字符串长度小于num，补'\0'至num个
    char arr3[10] = "123456789";
    strncpy(arr3, "xyz", 5);
    printf("%s\n", arr3); // 输出：xyz\0\0789
    return 0;
}

3. 关键注意点

• strncpy：若源字符串长度大于num，仅拷贝num个字符，不会自动补\0，需手动添加。
• strncat：无论源字符串多长，追加后都会补\0，安全性最高，推荐优先使用。

写在最后 📝

本篇聚焦的strcpy/strcat/strcmp是字符串操作的基础，掌握它们的模拟实现，能帮你深入理解指针和内存操作的底层逻辑；而长度受限版本的函数，则是工程实践中规避缓冲区溢出的关键。

这些知识点不仅是日常开发的必备技能，更是笔面试中"手写库函数"类考题的核心考点，建议大家动手敲一遍代码，加深对逻辑的理解。

下一篇，我们将讲解字符串操作的高阶函数------strstr（子串查找）、strtok（字符串分割）、strerror（错误处理），覆盖字符串操作的全场景，帮你彻底吃透C语言字符串！