字符串函数全解析：12 种核心函数的使用与底层模拟实现

_饭团2026-03-21 13:53

1.字符分类函数

C语言中有一系列的函数是专门做字符分类的，也就是一个字符是属于什么类型的字符。这些函数的使用都需要包含一个头文件是ctype.h

函数 如果它的参数符合下列情况就返回真
iscntrl 任何控制字符
isspace 空白字符:空格' '，换页 ' \f '，换行' \n '，回车 ' \r '，制表符' t '或者垂直制表符' \v '
isdigit 十进制数字'0'~'9'字符
isxdigit 十六进制数字，包括所有十进制数字字符，小写字母a~f，大写字母A~F
islower 小写字母a~z
isupper 大写字母A~Z
isalpha 字母a~z或A~Z
isalnum 字母或者数字，a~z,A~Z,0~9
ispunct 标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符(可打印)
isgraph 任何图形字符
isprint 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符
[字符分类函数总结 （ 点击函数名可跳转至详细介绍）]

这些函数的使用方法类似，我们只举一个例子：

cpp 复制代码 
//函数原型
int islower ( int c );

islower 能通过返回值来判断参数c是否是小写字母，如果是小写字母就返回非0的整数，如果不是小写字母就返回0

**练习：**写一个代码，将字符串中的小写字母转大写

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char arr[] = "abcdefg";
	char* str = arr;
	while (*str)
	{
		if (islower(*str))
		{
			*str -= 32;
		}
		str++;
	}
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

2.字符转换函数

C语言提供了两个字符转换函数：

cpp 复制代码 
//函数原型
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

有了字符转换函数，我们就可以将上面的练习这样写：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char arr[] = "abcdefg";
	char* str = arr;
	while (*str)
	{
		if (islower(*str))
		{
			*str = toupper(*str);
		}
		str++;
	}
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

3.strlen的使用和模拟实现

3.1strlen的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
size_t strlen(const char* str);

  • 字符串以**'\0'**作为结束标志，strlen函数返回的是在'\0'之前出现的字符个数（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类型，是无符号的（易错）

  • strlen的使用需要包含头文件<string.h>

3.2strlen的模拟实现

下面提供三种实现方式：涉及的知识点在之前的文章中讲过

方式1：

cpp 复制代码 
//方式1------计数
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
int my_strlen(const char* str)
{
 assert(str != NULL);
	int count = 0;
	while (*str != '\0')
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	printf("%d\n", my_strlen("abcdef"));

	return 0;
}

方式2：

cpp 复制代码 
//方式2------递归
#include <stdio.h>
#include <assert.h> 
int my_strlen(const char* str)
{
 assert(str != NULL);
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}
int main()
{
	printf("%d\n", my_strlen("abcdef"));

	return 0;
}

方式3：

cpp 复制代码 
//方式三------指针-指针
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	const char* ret = str;
	while (*str != '\0')
	{
		str++;
	}
	return str - ret;
}
int main()
{
	printf("%d\n", my_strlen("abcdef"));

	return 0;
}

4.strcpy的使用和模拟实现

4.1strcpy的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strcpy(char* destination, const char* source);

  • 源字符串必须以'\0'结束

  • 会将字符串中的'\0'拷贝到目标空间

  • 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

4.2strcpy的模拟实现

题目出自《高质量C/C++编程》书籍最后的试题部分

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[] = "hahahahahaha";
	char arr2[] = "hehehehehehe";
	printf("%s\n", my_strcpy(arr1, arr2));

	return 0;
}

5.strcat的使用和模拟实现

5.1strcat的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strcat(char* destination, const char* source);
  • 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
  • 目标空间必须足够大，能容纳下源字符串的内容
  • 目标空间必须可修改

5.2strcat的模拟实现

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*dest != '\0')
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "hello ";
	char arr2[] = "C";
	printf("%s\n", my_strcat(arr1, arr2));

	return 0;
}

6.strcmp的使用和模拟实现

6.1strcmp的使用

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的数组

判断两个字符串大小的方法：比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小

6.2strcmp的模拟实现

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcdefg";
	char arr2[] = "dddd";
	if (my_strcmp(arr1,arr2) == 0)
	{
		printf("两个字符串相等\n");
	}
	else if (my_strcmp(arr1, arr2) < 0)
	{
		printf("第一个字符串小于第二个字符串\n");
	}
	else
	{
		printf("第一个字符串大于第二个字符串\n");
	}

	return 0;
}

7.strncpy的使用和模拟实现

7.1strncpy的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strncpy(char* destination, const char* source, size_t num);
  1. 拷贝num个字符从源字符串到目标空间
  2. 如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后面追加'\0'，直到num个

7.2strncpy的模拟实现

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	for (size_t i = 0; i < num; i++)
	{
		if (*src)
		{
			*dest = *src;
		}
		else
		{
			*dest = '\0';
		}
		dest++;
		src++;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[20] = "*****************";
	char arr2[20] = "abcdef";
	printf("%s\n", my_strncpy(arr1, arr2, 6));
	return 0;
}

8.strncat的使用和模拟实现

8.1strncat的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strncat(char* destination, const char* source, size_t num);
  1. 将source指向的字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，再追加一个 '\0' 字符
  2. 如果source指向的字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中到 '\0' 的内容追加到destination指向的字符串末尾

使用举例：

cpp 复制代码 
/* strncat example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str1[20];
	char str2[20];
	strcpy(str1, "To be ");
	strcpy(str2, "or not to be");
	strncat(str1, str2, 6);
	printf("%s\n", str1);
	return 0;
}

8.2strncat的模拟实现

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)
	{
		if (*src=='\0')
		{
			*dest = '\0';
			break;
		}
		num--;
		if (num==0)
		{
			*dest = '\0';
			break;
		}
	}
	return ret;
}

int main()
{
	char str1[100] = "I love ";
	char str2[] = "programming in C"; 
	int num = 4;
	my_strncat(str1, str2, num); 
	printf("%s\n", str1);
	return 0;
}

9.strncmp的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
int strncmp(const char* str1, const char* str2, size_t num);

比较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续往后比较，最多比较num个字符，如果提前发现不一样，就提前结束，大的字符所在的字符串大于另外一个字符串。如果num个字符都相等，就返回0

10.strstr的使用和模拟实现

10.1strstr的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strstr(const char* str1, const char* str2);

函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置

字符串的比较匹配不包含 '\0' 字符，以 '\0' 作为结束标志

使用举例：

cpp 复制代码 
/* strstr example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str[] = "This is a simple string";
	char* pch;
	pch = strstr(str, "simple");
	strncpy(pch, "sample", 6);
	printf("%s\n", str);
	return 0;
}

10.2strstr的模拟实现

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	const char* s1 = NULL;
	const char* s2 = NULL;
	while (*str1)
	{
		s1 = str1;
		s2 = str2;
		while (*s1 == *s2 && *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return (char*)str1;
		}
		str1++;
	}
	return NULL;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcdefg";
	char arr2[] = "cde";
	if (my_strstr(arr1, arr2))
	{
		printf("找到了\n");
	}
	else
	{
		printf("找不到\n");
	}

	return 0;
}

11.strtok的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strtok(char* str, const char* sep);
  1. sep参数指向一个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
  2. 第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中一个或者多个分隔符分割的标记。
  3. strtok函数找到str中的下一个标记，并将其用 '\0' 结尾，返回一个指向这个标记的指针。（注： strtok函数会改变被操作的字符串，所以被strtok函数切分的字符串一般都是临时拷贝的内容并且可修改。）
  4. strtok函数的第一个参数不为 NULL ，函数将找到str中第一个标记，strtok函数将保存它在字符串中的位置。
  5. strtok函数的第一个参数为 NULL ，函数将在同一个字符串中被保存的位置开始，查找下一个标记。
  6. 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

代码举例：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "192.168.6.111";
	char* sep = ".";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

12.strerror的使用

cpp 复制代码 
//函数原型
char* strerror ( int errnum );

strerror 函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回回来。在不同的系统和C语言标准库的实现中都规定了一些错误码，一般是放在 errno.h 这个头文件中说明的，C语言程序启动的时候就会使用一个全局的变量 errno 来记录程序的当前错误码，只不过程序启动的时候errno是0，表示没有错误，当我们在使用标准库中的函数的时候发生了某种错误，就会将对应的错误码，存放在 errno 中，而一个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每一个错误码都是有对应的错误信息的。strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。

我们打印一下0~10这些错误码的信息

cpp 复制代码 
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i <= 10; i++) {
		printf("%s\n", strerror(i));
	}
	return 0;
}

在Windows11+VS2019环境下输出的结果如下：

举例：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pFile == NULL)
		printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
	return 0;
}

输出：

完

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