C语言---常见的字符函数和字符串函数介绍

前言

1 字符分类函数

2 字符转换函数

3 strlen的使用和模拟实现

3.1 strlen的模拟实现

4 strcpy的使用和模拟实现

4.1 strcpy的模拟实现

5 strcat的使用和模拟实现

5.1 strcat的模拟实现

6 strcmp的使用和模拟实现

6.1 strcmp的模拟实现

7 strncpy函数的使用

8 strncat函数的使用

9 strncmp函数的使用

10 strstr的使用和模拟实现

10.1 strstr的模拟实现

11 strtok函数的使用

12 strerror函数的使用

总结

前言

在写C语言程序时，我们常常要处理字符和字符串，这就需要利用到字符函数和字符串函数，C语言标准库中提供了一系列库函数，下面就介绍一下常见的字符函数和字符串函数。

1 字符分类函数

C语言中有一些函数是做字符分类的，意思就是辨别一个字符属于什么字符。这些函数在使用时要包含头文件<ctype.h>

函数	如果函数参数符合下列条件就返回真
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’，垂直制表符‘\v’
isdigit	十进制数字0~9
isxdigit	十六进制数字，包括所有十进制数字，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

这些函数使用方法类似，在这里举一个例子，其他函数使用同理：

int islower(int c);

islower是能够判断参数部分的c是否为小写字母，通常通过返回值来表明：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。

举例：写一个代码，将字符串中的小写字母转大写，其他字符不变。代码如下：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{char str[] = "hELlO WorlD";char* p = str;while(*p != '\0'){if (islower(*p)){*p -= 32;}p++;}printf("%s\n",str);return 0;
}

输出结果：

2 字符转换函数

C语言中提供了2个字符转换函数：

1 int tolower(int c);//将参数传进去的大写字母转小写
2 int toupper(int c);//将参数传进去的小写字母转大写

上面写的小写转大写代码，是用-32实现的，有了转换函数，就可以直接利用toupper实现，如下：


#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{char str[] = "hELlO WorlD";char* p = str;while (*p != '\0'){if (islower(*p)){*p=toupper(*p);}p++;}printf("%s\n", str);return 0;
}

3 strlen的使用和模拟实现

在C语言中，strlen是用来求字符串长度的，语法如下：

size_t strlen(const char* str);

字符串以‘\0’为结束标志，strlen函数返回的是在字符串‘\0’前面出现的函数(不包含‘\0’)。
参数指向的字符必须以‘\0’结束。
注意函数的返回值是size_t，是无符号的。
strlen的使用需要包含头文件<string.h>。

下面看一段代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{const char* str1 = "abcdef";const char* str2 = "bbb";if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0){printf("str2>str1\n");}else{printf("str1>str2\n");}return 0;
}

这个代码输出结果是多少呢？这时候我们推测一下：str2长度是3，str1长度是6，str2长度减去str1的长度小于0，那么结果是srt1>str2，答案是这样吗？程序运行看一下结果：

输出结果：

结果恰恰相反，这是因为strlen的返回值是size_t，是无符号的，返回值是一个正数。

3.1 strlen的模拟实现

方法一，计数法：

int my_strlen(const char* str)//计数法
{assert(str);int count = 0;while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}

方法二，指针-指针：

int my_strlen(const char* str)//指针-指针
{assert(str);char* p = str;while (*str != '\0'){str++;}return str - p;
}

方法三，递归法：

int my_strlen(const char* str)//递归法
{assert(str);if (*str == '\0')return 0;elsereturn 1+my_strlen(str+1);
}
int main()
{char str[] = "hello world";int ret=my_strlen(str);printf("%d\n", ret);return 0;
}

4 strcpy的使用和模拟实现

基本语法：

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

将source指向的字符串复制到destination指向的数组中，包括终止字符(并在该点停止)。
源字符必须以‘\0’结束。
会将源字符串中的‘\0’拷贝到目标空间。
目标空间必须足够大，以确保能存放字符串。
目标空间必须可修改。

举例：

#include <stdio.h>
int main()
{char str1[30] = "xxxxxxxxxxxx";const char str2[] = "hello world";strcpy(str1, str2);printf("%s\n", str1);return 0;
}

输出结果：

4.1 strcpy的模拟实现

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{assert(dest != NULL);assert(src != NULL);char* ret = dest;while (*dest++ = *src++){;}return ret;
}

5 strcat的使用和模拟实现

基本语法：

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

将源字符串的内容附加到目标字符串，目标字符串结束的空字符将被源字符串的第一个字符覆盖。
源字符串必须以‘\0’结束。
目标字符串也得有‘\0’，否则没办法知道追加从哪里开始。
目标空间必须有足够大，能容纳下源字符串的内容。
目标空间必须可以修改。

举例：

#include <stdio.h>
int main()
{char str1[30] = "xxxxxxxxxxxx";const char str2[] = "hello world";strcat(str1, str2);printf("%s\n", str1);return 0;
}

输出结果：

5.1 strcat的模拟实现

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{assert(dest != NULL);assert(src != NULL);char* ret = dest;while (*dest){dest++;}while (*dest++ = *src++){;}return ret;
}

6 strcmp的使用和模拟实现

基本语法：

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

函数从两个字符串的首字符开始逐对比较。如果字符相同，则继续比较后续字符，直到遇到字符差异或终止空字符为止。
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。
判断两个字符串的大小，比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值大小。

6.1 strcmp的模拟实现

#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 str1[] = "hello world";char str2[] = "hello type";int ret = my_strcmp(str1, str2);printf("%d", ret);return 0;
}

7 strncpy函数的使用

基本语法：

 char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

这个函数将源字符串的前 num 个字符复制到目标位置。如果在复制完 num 个字符之前遇到源字符串的结尾（以空字符为标志），则目标位置将用零填充，直到总共写入 num 个字符为止。
拷贝num个字符从源字符串到目标空间。
如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后边追加0，直到num个。

8 strncat函数的使用

基本语法：

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

将源字符串指向字符串的前num个字符追加到目标字符串的结尾，再追加一个\0字符。
如果源字符串指向的字符串的长度小于num时，只会将字符串中到\0的内容追加到目标字符串的末尾。

9 strncmp函数的使用

基本语法：

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

比较str1和str2的前num个字符，如果相等则继续往后比较，最多比较num个字母，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。如果num个字符都相等，返回0。

10 strstr的使用和模拟实现

基本语法：

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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char str1[] = "abbcbbcdefbbcdef";char str2[] = "bbcdefb";char* ret = strstr(str1, str2);printf("%s\n", ret);return 0;
}

输出结果：

10.1 strstr的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);const char* p = str1;const char* s1 = NULL;const char* s2 = NULL;if (*str2 == '\0')//检查空字符串return (char*) str1;while (*p){s1 = p;s2 = str2;while (*s1!='\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2){s1++;s2++;if (*s2 == '\0')return (char*) p;}p++;}return(NULL);
}
int main()
{char str1[] = "abbcbbcdefbbcdef";char str2[] = "bbcdefb";char* ret = my_strstr(str1, str2);printf("%s", ret);return 0;
}

11 strtok函数的使用

基本语法：

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

sep参数指向一个字符串，定义了一个用作分隔符的字符集合。
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。
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。strtok会改变操作的字符串，所以在使用strtok函数切分的字符串一般都是临时拷贝的内容，并且可以修改。
strtok函数第一个参数不为NULL时，函数将找到str中第一个标记，strtok函数将保存它在字符串中位置。
strtok函数第一个参数为NULL时，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。
如果字符串中不存在更多的标记，返回NULL指针。

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr[] = "192.168.11.22";char* str = NULL;char* sep = ".";for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep)){printf("%s\n", str);}return 0;
}

输出结果：

12 strerror函数的使用

基本语法：

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面的变量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，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。下面编写代码打印错误信息：

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

输出结果：