当前位置：首页 > news >正文

C语言：字符函数和字符串函数

news 来源：原创 2025/5/18 10:46:49

1.字符函数

在 C 语言中，字符分类函数主要定义在<ctype.h>头文件中，这些函数可以用来判断一个字符是否属于特定的字符类别，下面为你详细介绍一些常用的字符分类函数：

1.1 iscntrl

功能：判断一个字符是否为控制字符，控制字符是 ASCII 码表中 0 - 31 以及 127 的字符，一般不显示为可见字符，用于控制设备等特定功能。
原型：int iscntrl(int c);，参数c为要检查的字符，其值通常为unsigned char类型或EOF。
返回值：若c是控制字符，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = '\n';
    if (iscntrl(testChar)) {
        printf("%c 是控制字符\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是控制字符\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.2 isspace

功能：判断一个字符是否为空白字符，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）。
原型：int isspace(int c);，参数c为待检查字符。
返回值：若c是空白字符，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。
示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = ' ';
    if (isspace(testChar)) {
        printf("%c 是空白字符\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是空白字符\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.3 isdigit

功能：检查一个字符是否为十进制数字（0 - 9）。
原型：int isdigit(int c);，c为要判断的字符。
返回值：如果c是 0 - 9 中的数字字符，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = '5';
    if (isdigit(testChar)) {
        printf("%c 是十进制数字\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是十进制数字\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.4 isxdigit

功能：判断一个字符是否为十六进制数字，包括 0 - 9、小写字母 a - f、大写字母 A - F。
原型：int isxdigit(int c);，参数c为需要检测的字符。
返回值：若c是十六进制数字字符，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = 'A';
    if (isxdigit(testChar)) {
        printf("%c 是十六进制数字\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是十六进制数字\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.5 islower

功能：检测一个字符是否为小写字母（a - z）。
原型：int islower(int c);，c是要检查的字符。
返回值：如果c是小写字母，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = 'b';
    if (islower(testChar)) {
        printf("%c 是小写字母\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是小写字母\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.6 isupper

功能：判断一个字符是否为大写字母，即 A - Z。与islower类似，在进行字母大小写转换等操作时会用到。
头文件：#include <ctype.h>
返回值：若字符是大写字母，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char c1 = 'C';
    char c2 = 'c';
    printf("字符 %c 是否为大写字母: %d\n", c1, isupper(c1));
    printf("字符 %c 是否为大写字母: %d\n", c2, isupper(c2));
    return 0;
}

1.7 isalpha

功能：检测一个字符是否为字母（a - z 或 A - Z）。
原型：int isalpha(int c);，c为待检测字符。
返回值：如果c是字母，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。
示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = 'd';
    if (isalpha(testChar)) {
        printf("%c 是字母\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是字母\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.8 isalnum

功能：判断一个字符是否为字母或数字（a - z、A - Z、0 - 9）。
原型：int isalnum(int c);，c为要检查的字符。
返回值：若c是字母或数字，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = 'e';
    if (isalnum(testChar)) {
        printf("%c 是字母或数字\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是字母或数字\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.9 ispunct

功能：检测一个字符是否为标点符号，即不属于数字或字母的可打印图形字符。
原型：int ispunct(int c);，参数c为要检测的字符。
返回值：如果c是标点符号，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = '.';
    if (ispunct(testChar)) {
        printf("%c 是标点符号\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是标点符号\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.10 isgraph

功能：判断一个字符是否为图形字符（除空格之外的可打印字符，包含字母、数字、标点符号等）。
原型：int isgraph(int c);，c为要判断的字符。
返回值：若c是图形字符，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = '!';
    if (isgraph(testChar)) {
        printf("%c 是图形字符\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是图形字符\n", testChar);
    }
    return 0;
}

1.11 isprint

功能：检测一个字符是否为可打印字符（包括图形字符和空白字符）。
原型：int isprint(int c);，c为要检查的字符。

返回值：如果c是可打印字符，返回非零值（真）；否则返回 0（假）。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char testChar = 'h';
    if (isprint(testChar)) {
        printf("%c 是可打印字符\n", testChar);
    } else {
        printf("%c 不是可打印字符\n", testChar);
    }
    return 0;
}

2. 字符转换函数

1. `tolower` 和 `toupper` 函数

这两个函数定义在 <ctype.h> 头文件中，用于将字符在大小写之间进行转换。

函数原型

int tolower(int c);

int toupper(int c);

1.1 `tolower` 函数

功能：将大写字母转换为小写字母。如果传入的字符不是大写字母，则直接返回该字符本身。
原型：int tolower(int c);
返回值：若 c 是大写字母，返回对应的小写字母；若不是大写字母，返回 c 本身。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char ch = 'B';
    char lower_ch = tolower(ch);
    printf("'%c' 转换为小写后是 '%c'\n", ch, lower_ch);
    return 0;
}

1.2. `toupper` 函数

功能：将小写字母转换为大写字母。如果传入的字符不是小写字母，则直接返回该字符本身。
原型：int toupper(int c);
返回值：若 c 是小写字母，返回对应的大写字母；若不是小写字母，返回 c 本身。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char ch = 'd';
    char upper_ch = toupper(ch);
    printf("'%c' 转换为大写后是 '%c'\n", ch, upper_ch);
    return 0;
}

2. `atoi`、`atol` 和 `atof` 函数

这些函数定义在 <stdlib.h> 头文件中，用于将字符串转换为整数、长整数和浮点数。

函数原型

int atoi(const char *nptr);

long atol(const char *nptr);

double atof(const char *nptr);

2.1 `atoi` 函数

功能：将字符串转换为整数。它会忽略字符串开头的空白字符，然后将连续的数字字符转换为对应的整数值。遇到非数字字符则停止转换。
原型：int atoi(const char *nptr);
返回值：返回转换后的整数值。如果字符串不能转换为有效的整数，则返回 0。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char str[] = "1234";
    int num = atoi(str);
    printf("字符串 '%s' 转换为整数是 %d\n", str, num);
    return 0;
}

2.2 `atol` 函数

功能：将字符串转换为长整数。同样会忽略字符串开头的空白字符，把连续数字字符转换为长整数值，遇到非数字字符停止转换。
原型：long atol(const char *nptr);
返回值：返回转换后的长整数值。若字符串无法转换为有效的长整数，则返回 0。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char str[] = "567890";
    long num = atol(str);
    printf("字符串 '%s' 转换为长整数是 %ld\n", str, num);
    return 0;
}

2.3 `atof` 函数

功能：将字符串转换为双精度浮点数。忽略字符串开头的空白字符，把符合浮点数格式的连续字符转换为双精度浮点数，遇到不符合格式的字符停止转换。
原型：double atof(const char *nptr);
返回值：返回转换后的双精度浮点数值。若字符串不能转换为有效的浮点数，则返回 0.0。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char str[] = "3.14159";
    double num = atof(str);
    printf("字符串 '%s' 转换为浮点数是 %f\n", str, num);
    return 0;
}

3. `sprintf` 和 `snprintf` 函数

这两个函数定义在 <stdio.h> 头文件中，用于将格式化的数据写入字符串。

函数原型

int sprintf(char *str, const char *format, ...);

int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...);

3.1 `sprintf` 函数

功能：将格式化的数据写入字符串。按照指定的格式将数据组合成一个字符串，并存储到指定的字符数组中。
原型：int sprintf(char *str, const char *format, ...);
返回值：返回写入字符串的字符数（不包括终止的空字符 '\0'）。如果发生错误，返回负数。
示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    char str[50];
    int num = 20;
    sprintf(str, "数字是 %d", num);
    printf("格式化后的字符串: %s\n", str);
    return 0;
}

3.2 `snprintf` 函数

功能：将格式化的数据写入字符串，同时可以指定缓冲区的大小，避免缓冲区溢出。当写入的字符数超过缓冲区大小时，会截断数据。
原型：int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...);
返回值：如果返回值为非负且小于 size，表示实际写入的字符数（不包括终止的空字符）；如果返回值大于等于 size，表示需要的缓冲区大小（不包括终止的空字符）。

示例代码：

#include <stdio.h>

int main() {
    char str[20];
    int num = 12345;
    int result = snprintf(str, sizeof(str), "数字是 %d", num);
    printf("格式化后的字符串: %s\n", str);
    printf("实际需要的字符数（不包括空字符）: %d\n", result);
    return 0;
}

4. `strtol`、`strtoul` 和 `strtod` 函数

这些函数定义在 <stdlib.h> 头文件中，用于将字符串转换为长整数、无符号长整数和双精度浮点数，并且可以处理不同进制的输入。

函数原型

long strtol(const char *nptr, char **endptr, int base);

unsigned long strtoul(const char *nptr, char **endptr, int base);

double strtod(const char *nptr, char **endptr);

4.1 `strtol` 函数

功能：将字符串转换为长整数，可以处理不同进制（如二进制、八进制、十六进制等）的输入。忽略字符串开头的空白字符，遇到非数字字符或超出指定进制范围的字符停止转换。
原型：long strtol(const char *nptr, char **endptr, int base);
返回值：返回转换后的长整数值。如果字符串不能转换为有效的长整数，则返回 0。endptr 指向转换结束后的第一个字符。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char str[] = "1010";
    char *endptr;
    long num = strtol(str, &endptr, 2);
    printf("二进制字符串 '%s' 转换为长整数是 %ld\n", str, num);
    printf("转换结束后的位置: %s\n", endptr);
    return 0;
}

4.2 `strtoul` 函数

功能：将字符串转换为无符号长整数，支持不同进制的输入。忽略字符串开头的空白字符，遇到不符合要求的字符停止转换。
原型：unsigned long strtoul(const char *nptr, char **endptr, int base);
返回值：返回转换后的无符号长整数值。若字符串无法转换为有效的无符号长整数，则返回 0。endptr 指向转换结束后的第一个字符。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char str[] = "FF";
    char *endptr;
    unsigned long num = strtoul(str, &endptr, 16);
    printf("十六进制字符串 '%s' 转换为无符号长整数是 %lu\n", str, num);
    printf("转换结束后的位置: %s\n", endptr);
    return 0;
}

4.3 `strtod` 函数

功能：将字符串转换为双精度浮点数。忽略字符串开头的空白字符，遇到不符合浮点数格式的字符停止转换。
原型：double strtod(const char *nptr, char **endptr);

返回值：返回转换后的双精度浮点数值。若字符串不能转换为有效的浮点数，则返回 0.0。endptr 指向转换结束后的第一个字符。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    char str[] = "3.14abc";
    char *endptr;
    double num = strtod(str, &endptr);
    printf("字符串 '%s' 转换为浮点数是 %f\n", str, num);
    printf("转换结束后的位置: %s\n", endptr);
    return 0;
}

总结：

C 语言字符转换函数可分三类：
大小写转换：<ctype.h>里的tolower转大写为小写，toupper转小写为大写。
字符串转数值：<stdlib.h>中的atoi、atol、atof简单转换字符串为对应数值；strtol、strtoul、strtod能处理不同进制或更复杂的转换，且可指示转换结束位置。
格式化转换：<stdio.h>里sprintf按格式将数据写入字符串，snprintf能指定缓冲区大小防溢出。

3. 字符串处理函数

以下会讲解一些比较常用的字符串函数

1. `strlen`

功能：计算字符串的实际长度，即字符串中字符的数量，不包含字符串结束符 '\0'。
原型：size_t strlen(const char *s);
返回值：返回一个 size_t 类型的值，表示字符串的长度。size_t 是无符号整数类型，通常用于表示对象的大小。

示例代码：

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

int main() {
    char str[] = "C Programming";
    size_t length = strlen(str);
    printf("字符串 \"%s\" 的长度是 %zu\n", str, length);
    return 0;
}

2. `strcpy`

功能：将源字符串复制到目标字符串，包含字符串结束符 '\0'。需要确保目标字符串有足够的空间来存储源字符串。
原型：char *strcpy(char *dest, const char *src);
返回值：返回指向目标字符串 dest 的指针。

示例代码：

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

int main() {
    char src[] = "Example";
    char dest[20];
    strcpy(dest, src);
    printf("复制后的字符串是: %s\n", dest);
    return 0;
}

3. `strcat`

功能：把源字符串追加到目标字符串的末尾，覆盖目标字符串原来的结束符 '\0'，并在新字符串末尾添加结束符 '\0'。目标字符串要有足够的空间容纳追加后的内容。
原型：char *strcat(char *dest, const char *src);
返回值：返回指向目标字符串 dest 的指针。

示例代码：

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

int main() {
    char dest[20] = "Hello";
    char src[] = " World";
    strcat(dest, src);
    printf("追加后的字符串是: %s\n", dest);
    return 0;
}

4. `strcmp`

功能：比较两个字符串的大小，通过比较字符串中对应位置字符的 ASCII 码值，逐个字符进行比较，直到遇到不同字符或字符串结束符 '\0'。
原型：int strcmp(const char *s1, const char *s2);
返回值：
- 若 s1 小于 s2，返回一个负整数。
- 若 s1 等于 s2，返回 0。
- 若 s1 大于 s2，返回一个正整数。

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

int main() {
    char str1[] = "apple";
    char str2[] = "banana";
    int result = strcmp(str1, str2);
    if (result < 0) {
        printf("\"%s\" 小于 \"%s\"\n", str1, str2);
    } else if (result == 0) {
        printf("\"%s\" 等于 \"%s\"\n", str1, str2);
    } else {
        printf("\"%s\" 大于 \"%s\"\n", str1, str2);
    }
    return 0;
}

5. `strncpy`

功能：从源字符串复制最多 n 个字符到目标字符串。若源字符串长度小于 n，用 '\0' 填充目标字符串至 n 个字符；若源字符串长度大于等于 n，不会自动添加结束符 '\0'。
原型：char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);
返回值：返回指向目标字符串 dest 的指针。

示例代码：

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

int main() {
    char src[] = "abcdef";
    char dest[5];
    strncpy(dest, src, 4);
    dest[4] = '\0';  // 手动添加结束符
    printf("复制后的字符串是: %s\n", dest);
    return 0;
}

6. `strncat`

功能：将源字符串的最多 n 个字符追加到目标字符串末尾，追加完成后会在新字符串末尾添加结束符 '\0'。目标字符串要预留足够空间。
原型：char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);
返回值：返回指向目标字符串 dest 的指针。
- 示例代码：
```
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char dest[20] = "Hello";
    char src[] = ", World!";
    strncat(dest, src, 3);
    printf("追加后的字符串是: %s\n", dest);
    return 0;
}
```
  7. strncmp
- 功能：比较两个字符串的前 n 个字符的大小，按字符的 ASCII 码值逐个字符比较。
- 原型：int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);
- 返回值：
  - 若前 n 个字符中 s1 小于 s2，返回一个负整数。
  - 若前 n 个字符中 s1 等于 s2，返回 0。
  - 若前 n 个字符中 s1 大于 s2，返回一个正整数。
- 示例代码：
```
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[] = "apple";
    char str2[] = "apricot";
    int result = strncmp(str1, str2, 2);
    if (result < 0) {
        printf("前2个字符中，\"%s\" 小于 \"%s\"\n", str1, str2);
    } else if (result == 0) {
        printf("前2个字符中，\"%s\" 等于 \"%s\"\n", str1, str2);
    } else {
        printf("前2个字符中，\"%s\" 大于 \"%s\"\n", str1, str2);
    }
    return 0;
}
```
  8. strstr
- 功能：在主字符串中查找子字符串第一次出现的位置。
- 原型：char *strstr(const char *haystack, const char *needle);
- 返回值：若找到子字符串，返回指向该子字符串在主字符串中首次出现位置的指针；若未找到，返回 NULL。
- 示例代码：
```
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char haystack[] = "Hello, World!";
    char needle[] = "World";
    char *result = strstr(haystack, needle);
    if (result != NULL) {
        printf("找到子字符串 \"%s\"，位置是 %ld\n", needle, result - haystack);
    } else {
        printf("未找到子字符串 \"%s\"\n", needle);
    }
    return 0;
}
```
  9. strtok
- 功能：将字符串按指定的分隔符分割成多个标记（token）。第一次调用时传入要分割的字符串，后续调用传入 NULL 以继续分割同一个字符串。
- 原型：char *strtok(char *str, const char *delim);
- 返回值：返回指向下一个标记的指针；若没有更多标记，返回 NULL。
- 示例代码：
```
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[] = "apple,banana,orange";
    char *token = strtok(str, ",");
    while (token != NULL) {
        printf("%s\n", token);
        token = strtok(NULL, ",");
    }
    return 0;
}
```
  10. strerror
- 功能：根据错误码返回对应的错误信息字符串。错误码通常是全局变量 errno 的值。
- 原型：char *strerror(int errnum);
- 返回值：返回指向描述错误信息的字符串的指针。
- 示例代码：
```
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main() {
    FILE *fp = fopen("nonexistent_file.txt", "r");
    if (fp == NULL) {
        printf("打开文件失败，错误信息: %s\n", strerror(errno));
    }
    return 0;
}
```
  总结：
- 使用风险和注意事项
- 这些函数均是 C 语言标准库 <string.h>（strerror 也可能涉及 <errno.h>）提供的用于字符串处理的实用工具，下面从功能、使用风险和注意事项方面进行总结：
  
  功能
- 缓冲区溢出：strcpy 和 strcat 若目标缓冲区空间不足，会导致数据越界覆盖相邻内存，引发程序崩溃或安全漏洞。strncpy 和 strncat 虽可指定复制或追加长度，但使用 strncpy 时若不手动添加结束符，可能造成后续处理错误。
- 空指针问题：使用这些函数时，传入空指针（NULL）可能导致程序崩溃。调用前需确保指针有效。
- 线程安全：strtok 函数不是线程安全的，因为它使用了静态变量来保存分割状态。若在多线程环境下使用，需使用线程安全版本（如 strtok_r）。

通过以上的深刻认识到你们是否可以模拟类似这些的函数嘞

欢迎大家可以一起探讨一下

【Swift 算法实战】利用 KMP 算法高效求解最短回文串

scp工具

ES6新增的变量

(七)趣学设计模式之适配器模式！

算法15--BFS

动态链接库

Pretraining Language Models with Text-Attributed Heterogeneous Graphs

Kubernetes控制平面组件：API Server Node 授权机制详解

刷题记录08

16、Python面试题解析：python中的浅拷贝和深拷贝

《Effective Objective-C》阅读笔记（上）

电机控制的空间矢量调制 (SVPWM)

openharmony5.0中hdf框架中实现驱动程序的动态加载和管理的技术细节分析

C++中tuple的用法

Spring Boot 中的日志管理

数据库设计的优化建议

AcWing 299 裁剪序列

6种MySQL高可用方案对比分析

C语言基本知识------指针（4）

springboot004网页时装购物系统(源码+数据库+文档)

中国田径巡回赛西安站完赛：男子跳远石雨豪夺冠，女子跳高刘肼毅折桂

国新办将就2025年4月份国民经济运行情况举行新闻发布会

在古老的意大利科莫歌剧院，廖昌永唱响16首中国艺术歌曲

男子不满和睦家医院手术效果还遇到了“冒牌医生”？院方回应

巴方：印度上周导弹袭击造成至少40名平民死亡

联合国秘书长欢迎中美经贸高层会谈成果

1.字符函数

1.1 iscntrl

1.2 isspace

1.3 isdigit

1.4 isxdigit

1.5 islower

1.6 isupper

1.7 isalpha

1.9 ispunct

1.10 isgraph

1.11 isprint

2. 字符转换函数

1. tolower 和 toupper 函数

1.1 tolower 函数

1.2. toupper 函数

2. atoi、atol 和 atof 函数

2.1 atoi 函数

2.2 atol 函数

2.3 atof 函数

3. sprintf 和 snprintf 函数

3.1 sprintf 函数

3.2 snprintf 函数

4. strtol、strtoul 和 strtod 函数

4.1 strtol 函数

4.2 strtoul 函数

4.3 strtod 函数

总结：

3. 字符串处理函数

1. strlen

2. strcpy

3. strcat

4. strcmp

5. strncpy

6. strncat

7. strncmp

8. strstr

9. strtok

10. strerror

总结：

功能

相关文章：

1. `tolower` 和 `toupper` 函数

1.1 `tolower` 函数

1.2. `toupper` 函数

2. `atoi`、`atol` 和 `atof` 函数

2.1 `atoi` 函数

2.2 `atol` 函数

2.3 `atof` 函数

3. `sprintf` 和 `snprintf` 函数

3.1 `sprintf` 函数

3.2 `snprintf` 函数

4. `strtol`、`strtoul` 和 `strtod` 函数

4.1 `strtol` 函数

4.2 `strtoul` 函数

4.3 `strtod` 函数

1. `strlen`

2. `strcpy`

3. `strcat`

4. `strcmp`

5. `strncpy`

6. `strncat`

7. `strncmp`

8. `strstr`

9. `strtok`

10. `strerror`