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字符分类函数与字符转换函数

news 2025/8/21 7:26:59

一、概述

二、常用字符分类函数及示例

1、islower() - 判断是否为小写字母

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

使用说明

2、isupper() - 判断是否为大写字母

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

使用说明

3、isdigit() - 判断是否为十进制数字

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

使用说明

4、isalpha() - 判断是否为字母

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

使用说明

5、isalnum() - 判断是否为字母或数字

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

使用说明

6、isspace() - 判断是否为空白字符

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

空白字符包括

使用说明

7、ispunct() - 判断是否为标点符号

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

标点符号的定义

使用说明

8、isxdigit() - 判断是否为十六进制数字

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

有效的十六进制数字字符包括

使用说明

9、isgraph() - 判断是否为图形字符

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

图形字符的定义

使用说明

10、isprint() - 判断是否为可打印字符

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

可打印字符的范围

使用说明

11、iscntrl() - 判断是否为控制字符

功能描述

函数原型

参数说明

返回值

控制字符的范围

使用说明

三、综合应用示例

统计字符串中各类字符数量

四、字符转换函数

1、int tolower(int c);

2、int toupper(int c);

使用示例：

程序说明：

注意事项：

一、概述

C语言提供了一系列字符分类函数，用于判断一个字符属于哪种类型。这些函数都定义在ctype.h头文件中，它们接受一个int类型参数（字符的ASCII码），并返回一个整数值表示判断结果（非0表示真，0表示假）。

二、常用字符分类函数及示例

1、`islower()` - 判断是否为小写字母

功能描述

islower() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为小写字母（a-z）。

函数原型

int islower(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个小写字母（a-z）
0：如果 c 不是小写字母

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数只对小写字母 a-z 返回真值
对于其他任何字符（包括大写字母、数字、标点符号等）都返回 0

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char str[] = "Hello World 123!";int i = 0;while (str[i]) {if (islower(str[i])) {printf("'%c' is a lowercase letter\n", str[i]);}i++;}return 0;
}

2、`isupper()` - 判断是否为大写字母

功能描述

isupper() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为大写字母（A-Z）。

函数原型

int isupper(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个大写字母（A-Z）
0：如果 c 不是大写字母

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数只对大写字母 A-Z 返回真值
对于其他任何字符（包括小写字母、数字、标点符号等）都返回 0

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char c = 'A';if (isupper(c)) {printf("'%c' is an uppercase letter\n", c);} else {printf("'%c' is not an uppercase letter\n", c);}return 0;
}

3、`isdigit()` - 判断是否为十进制数字

功能描述

isdigit() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为十进制数字字符（0-9）。

函数原型

int isdigit(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个十进制数字字符（0-9）
0：如果 c 不是十进制数字字符

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数只对数字字符 0-9 返回真值
对于其他任何字符（包括字母、标点符号、空白字符等）都返回 0
注意与 isxdigit() 的区别：isdigit() 只识别 0-9，而 isxdigit() 还识别 a-f 和 A-F

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char input[] = "Year 2023";int digit_count = 0;for (int i = 0; input[i]; i++) {if (isdigit(input[i])) {digit_count++;}}printf("The string contains %d digits\n", digit_count);return 0;
}

4、`isalpha()` - 判断是否为字母

功能描述

isalpha() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为字母字符（a-z 或 A-Z）。

函数原型

int isalpha(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个字母字符（a-z 或 A-Z）
0：如果 c 不是字母字符

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对大小写字母（a-z 和 A-Z）都返回真值
对于数字、标点符号、空白字符等其他字符都返回 0
相当于 isupper(c) || islower(c) 的组合效果

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char ch = 'z';if (isalpha(ch)) {printf("'%c' is an alphabetic character\n", ch);} else {printf("'%c' is not an alphabetic character\n", ch);}return 0;
}

5、`isalnum()` - 判断是否为字母或数字

功能描述

isalnum() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为字母（a-z 或 A-Z）或数字（0-9）。

函数原型

int isalnum(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个字母或数字字符
0：如果 c 不是字母或数字字符

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数相当于 isalpha(c) || isdigit(c) 的组合效果
对于标点符号、空白字符、控制字符等其他字符都返回 0
常用于验证用户名、密码等只允许包含字母和数字的场合

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char password[] = "Secure123";int valid = 1;for (int i = 0; password[i]; i++) {if (!isalnum(password[i])) {valid = 0;break;}}if (valid) {printf("Password contains only letters and digits\n");} else {printf("Password contains invalid characters\n");}return 0;
}

6、`isspace()` - 判断是否为空白字符

功能描述

isspace() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为空白字符。

函数原型

int isspace(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个空白字符
0：如果 c 不是空白字符

空白字符包括

标准空白字符包括：

空格 (' ')
换页符 ('\f')
换行符 ('\n')
回车符 ('\r')
水平制表符 ('\t')
垂直制表符 ('\v')

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对上述所有空白字符都返回真值
对于其他任何可见字符都返回 0
常用于文本处理中的单词分割和格式检查

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char text[] = "This has\nmultiple\tspaces";int space_count = 0;for (int i = 0; text[i]; i++) {if (isspace(text[i])) {space_count++;}}printf("The string contains %d whitespace characters\n", space_count);return 0;
}

7、`ispunct()` - 判断是否为标点符号

功能描述

ispunct() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为标点符号字符。

函数原型

int ispunct(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个标点符号字符
0：如果 c 不是标点符号字符

标点符号的定义

标点符号是指所有不属于以下类别的可打印字符：

空白字符（isspace() 返回 true 的字符）
字母字符（isalpha() 返回 true 的字符）
数字字符（isdigit() 返回 true 的字符）

常见的标点符号包括：

! " # $ % & ' ( ) * + , - . / : ; < = > ? @ [ \ ] ^ _ ` { | } ~

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对所有标点符号字符返回真值
对于字母、数字、空白字符和控制字符都返回 0
常用于文本分析、词法分析和数据清洗

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char sentence[] = "Hello, world! How are you?";int punct_count = 0;for (int i = 0; sentence[i]; i++) {if (ispunct(sentence[i])) {printf("Found punctuation: '%c'\n", sentence[i]);punct_count++;}}printf("Total punctuation marks: %d\n", punct_count);return 0;
}

8、`isxdigit()` - 判断是否为十六进制数字

功能描述

isxdigit() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为有效的十六进制数字字符。

函数原型

int isxdigit(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个有效的十六进制数字字符
0：如果 c 不是有效的十六进制数字字符

有效的十六进制数字字符包括

十进制数字：'0'-'9'
小写字母：'a'-'f'
大写字母：'A'-'F'

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对上述所有十六进制数字字符返回真值
常用于处理十六进制字符串、颜色代码、内存地址等场景
与 isdigit() 的区别：isdigit() 只识别 '0'-'9'，而 isxdigit() 还识别 'a'-'f' 和 'A'-'F'

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char hex[] = "0x1A3f";int valid = 1;for (int i = 2; hex[i]; i++) { // Skip '0x' prefixif (!isxdigit(hex[i])) {valid = 0;break;}}if (valid) {printf("'%s' is a valid hexadecimal number\n", hex);} else {printf("'%s' contains invalid hexadecimal digits\n", hex);}return 0;
}

9、`isgraph()` - 判断是否为图形字符

功能描述

isgraph() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为图形字符（即可见字符，不包括空格）。

函数原型

int isgraph(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个图形字符（可见且非空格）
0：如果 c 不是图形字符（包括空格和控制字符）

图形字符的定义

图形字符是指所有满足以下条件的字符：

是可打印字符（isprint() 返回 true）
不是空格字符（' '）

具体包括：

字母（a-z, A-Z）
数字（0-9）
标点符号（ispunct() 返回 true 的字符）

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对所有图形字符返回真值
空格字符（ASCII 32）会返回 false
常用于文本处理、数据验证和格式化输出

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char chars[] = {'A', ' ', '\n', '\t', '!'};for (int i = 0; i < 5; i++) {if (isgraph(chars[i])) {printf("'%c' (ASCII %d) is a graphical character\n", chars[i], chars[i]);} else {printf("'%c' (ASCII %d) is not a graphical character\n", chars[i], chars[i]);}}return 0;
}

10、`isprint()` - 判断是否为可打印字符

功能描述

isprint() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为可打印字符（包括空格）。

函数原型

int isprint(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个可打印字符（包括空格）
0：如果 c 不是可打印字符（控制字符或不可见字符）

可打印字符的范围

可打印字符包括：

空格字符（ASCII 32）
所有图形字符（isgraph() 返回 true 的字符）：
- 字母（a-z, A-Z）
- 数字（0-9）
- 标点符号
- 其他可见符号

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对 ASCII 码 32（空格）到 126（~）之间的字符返回真值
对于控制字符（ASCII 0-31 和 127）返回 false
常用于文本处理、输入验证和格式化输出

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char data[] = {'H', '\a', 'i', '\0'};for (int i = 0; data[i]; i++) {if (isprint(data[i])) {printf("'%c' is printable\n", data[i]);} else {printf("Character with ASCII %d is not printable\n", data[i]);}}return 0;
}

11、`iscntrl()` - 判断是否为控制字符

功能描述

iscntrl() 是 C 语言标准库中的一个字符分类函数，用于判断给定的字符是否为控制字符。

函数原型

int iscntrl(int c);

参数说明

c：要检测的字符，以 int 形式传递。虽然参数类型是 int，但通常传递的是 char 类型，编译器会自动进行类型转换。

返回值

非零值：如果 c 是一个控制字符
0：如果 c 不是控制字符

控制字符的范围

控制字符包括：

ASCII 码 0x00 (NUL) 到 0x1F (US)
ASCII 码 0x7F (DEL)
其他实现定义的控制字符

常见的控制字符有：

\0 (空字符)
\a (响铃)
\b (退格)
\t (水平制表符)
\n (换行符)
\v (垂直制表符)
\f (换页符)
\r (回车符)

使用说明

需要包含头文件 <ctype.h>
该函数对所有控制字符返回真值
对于可打印字符（包括空格）返回 false
常用于处理二进制数据、终端控制和文本解析

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char controls[] = {'\n', '\t', '\a', 'A', ' '};for (int i = 0; i < 5; i++) {if (iscntrl(controls[i])) {printf("ASCII %d is a control character\n", controls[i]);} else {printf("ASCII %d ('%c') is not a control character\n", controls[i], controls[i]);}}return 0;
}

三、综合应用示例

统计字符串中各类字符数量

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {char text[] = "Hello World! 123\nThis is a test.\t";int upper = 0, lower = 0, digit = 0, space = 0, punct = 0, other = 0;for (int i = 0; text[i]; i++) {if (isupper(text[i])) upper++;else if (islower(text[i])) lower++;else if (isdigit(text[i])) digit++;else if (isspace(text[i])) space++;else if (ispunct(text[i])) punct++;else other++;}printf("Analysis of the string:\n");printf("Uppercase letters: %d\n", upper);printf("Lowercase letters: %d\n", lower);printf("Digits: %d\n", digit);printf("Whitespace characters: %d\n", space);printf("Punctuation marks: %d\n", punct);printf("Other characters: %d\n", other);return 0;
}

这些字符分类函数在实际编程中非常有用，特别是在文本处理、输入验证和数据分析等场景中。

四、字符转换函数

C语言标准库<ctype.h>提供了两个常用的字符转换函数：

`1、int tolower(int c);`

功能：将大写字母转换为对应的小写字母
参数：c - 要转换的字符（以int形式传递）
返回值：转换后的小写字母，若参数不是大写字母则返回原字符

`2、int toupper(int c);`

功能：将小写字母转换为对应的大写字母
参数：c - 要转换的字符（以int形式传递）
返回值：转换后的大写字母，若参数不是小写字母则返回原字符

使用示例：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>int main() {int i = 0;char str[] = "Test String.\n";char c;while (str[i]) {c = str[i];if (islower(c))  // 先判断是否为小写字母c = toupper(c);  // 转换为大写putchar(c);i++;}return 0;
}