字符函数与字符串函数

1、 strcmp 函数

1.1、使用

strcmp 函数的声明：

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

使用函数时，包含头文件string.h。返回类型是 int 类型，输入参数都是 char* 类型。

函数开始时，从每个字符串的第一个字符出发，比较其ASCII值的大小，若相等，则分别进行至下一个，直到出现ASCII值不相等，或转义字符\0的出现。

不同情况下的返回值：

返回值	情况
大于0	第一个字符串中字符的ASCII值大于对应第二个字符串的
0	所有字符相匹配相匹配
小于0	第一个字符串中字符的ASCII值小于对应第二个字符串的

比如，我们来比较两个字符串：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char ch1[] = "abq";char ch2[] = "abcdef";int ret = strcmp(ch1, ch2);if (ret > 0)printf("ch1 > ch2");//语句1else if (ret < 0)printf("ch1 < ch2");//语句2elseprintf("ch1 == ch2");//语句3return 0;
}

结果输出语句1。

1.2、模拟实现

模拟实现，要达到函数的返回类型、参数、功能与原函数一致。

在设计的函数中，我们接收到两个字符串首元素的地址。若要挨个进行比较，我们可以使用while循环。循环的条件是两个字符相等。
当两个字符串不相等时，我们可以返回对应两个地址解引用后做差的差值。当两个字符串相等，即进行到最后都出现\0时，我们可以在while循环中直接返回0。

设计的代码如下：

#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 ch1[] = "abq";char ch2[] = "abcdef";int ret = my_strcmp(ch1, ch2);	if (ret > 0)printf("ch1 > ch2");else if (ret < 0)printf("ch1 < ch2");elseprintf("ch1 == ch2");return 0
}

2、字符分类函数和字符转换函数

都要包含头文件<ctype.h>。

2.1、字符分类函数

以islower()为例：

int islower(int c);

如果是小写字母，返回非0值；如果不是，返回0。

2.1、字符转换函数

C语言提供了两个字符转换函数：

int toupper(int c);//小写转大写
int tolower(int c);//大写转小写

2.3、实践

比如，将一个字符串中的小写字母，全部转换成大写字母：

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>int main()
{char ch[] = "Hello World";char c;int i = 0;while (ch[i] != '\0'){c = ch[i];if (islower(ch[i]))//判断小写{c = toupper(ch[i]);//改成大写}putchar(c);i++;}return 0;
}

3、strlen 函数

size_t strlen(const char* p1);

3.1、使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{printf("%zd\n", strlen("abc"));return 0;
}

3.1、模拟实现

可利用指针遍历。

1、使用计数器

#include<stdio.h>
#include<assert.h>size_t my_strlen(const char* p)
{size_t count = 0;//计数器char* s = p;assert(s && p);while (*s != '\0'){count++;s++;}return count;
}int main()
{char ch[] = "abc";printf("%zd\n", my_strlen(ch));return 0;
}

2、使用指针运算

#include<stdio.h>
#include<assert.h>size_t my_strlen(const char* p)
{char* s = p;assert(s && p);while (*s != '\0'){s++;}return s - p;//指针运算
}int main()
{char ch[] = "abc";printf("%zd\n", my_strlen(ch));return 0;
}

3、使用函数递归

#include<stdio.h>
#include<assert.h>size_t my_strlen(const char* p)
{char* s = p;assert(s && p);if (*s == '\0')return 0;elsereturn 1 + my_strlen(p + 1); 
}int main()
{char ch[] = "abc";printf("%zd\n", my_strlen(ch));return 0;
}

4、strcpy()函数

声明

char* strcpy(char* dest, const char* src);

strcpy()函数输入的参数为destination（目的地，相当于粘贴上的地方）和source（源头，相当于拷贝的地方），都为各自字符串数组首元素的地址。返回值是目的地字符串数组首元素的地址。

4.1、使用

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char ch1[] = "abc";char ch2[30] = "xxxxxxxxxxxx";printf("%s\n", ch2);char* ret = strcpy(ch2, ch1);printf("%s\n", ret);return 0;
}

注意：

1. 源字符串必须以'\0'结束。
2. 会将源字符串中的'\0'拷贝到目标空间。
3. 目标空间必须足够大，可修改。

4.2、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{char* ret = dest;assert(dest && src);while ((*dest++ = *src++)){;}return ret;
}int main()
{char ch1[] = "abc";char ch2[30] = "xxxxxxxxxxxx";printf("%s\n", ch2);char* ret = my_strcpy(ch2, ch1);printf("%s\n", ret);return 0;
}

解释关键点：

1. 语句char* ret = dest;用来保证函数最后返回的是拷贝后目标字符串（数组）首元素的地址。
2. 语句*(dest++ = *src++)可以理解为，先分别进行取地址操作，然后赋值，再分别跳到下一个字符的地址。
3. while循环内什么都不干，空语句。

5、strcat()函数

strcat()函数，是用来添加字符串的。

5.1、使用

char* strcat(char* dest, const char* src);

与strcpy()函数类似，只不过拷贝变成了加在后面。
比如：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char ch1[30] = "abc";char ch2[] = "def";printf("%s\n", ch1);printf("%s\n", strcat(ch1, ch2));return 0;
}

注意：

1. 源字符串必须以'\0'结束。
2. 目标字符串也得有'\0'，否则不知道在哪里追加。
3. 目标空间必须足够大，可修改。

5.2、模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert.h>char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{char* ret = dest;assert(dest && src);while (*dest){dest++;}while ((*dest++ = *src++)){;}return ret;
}int main()
{char ch1[30] = "abc";char ch2[] = "def";printf("%s\n", ch1);printf("%s\n", my_strcat(ch1, ch2));return 0;
}

解释关键点：

1. 第一个while循环是找到目标字符串的'\0'。
2. 第二个while循环，相当于拷贝。

6、strncpy()

从源字符串拷贝num个字符到目标空间（从目标空间的首地址开始）

6.1、使用

声明：

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

1. destination: 指向目标空间。
2. source: 指向原字符串。
3. num: 要拷贝的字符数。
4. 该函数返回拷贝后目标空间起始地址。

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char dest[100] = { "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" };char src[] = "abcde";char* ret = strncpy(dest, src, 4);printf("%s\n", ret);return 0;
}

注意：

1. 目标空间必须足够大，不然报错。
2. 拷贝时不会将原字符串的'\0'拷贝进来，也就是说原字符串无需包含'\0'。
3. 若原字符串个数小于num，补’\0’；若大于num，拷贝到num个字符串为止。

7、strncat()

将源字符串首地址开始num个字符，添加到到目标空间（从目标空间的首地址开始）

7.1、使用

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

1. destination: 指向目标空间。
2. source: 指向原字符串。
3. num: 要添加的字符数。
4. 该函数返回添加后目标空间起始地址。

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char dest[100] = { "xxxxxxxxx\0xxxxxxxxxxx" };char src[] = "abcd";char* ret = strncat(dest, src, 6);printf("%s\n", ret);return 0;
}

注意：

1. 目标空间必须足够大。
2. 添加时，会识别目标空间中\0的位置，并在其首地址处添加原字符串，之后以\0结尾。
3. 若原字符串个数小于num，只会将原字符串到\0的内容整个拷贝过去，不会另外添加任何东西。

8、strncmp()

与strcmp()类似，只不过限定了要比较字符的个数

8.1、使用

声明：

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

1. str1: 指向第一个字符串。
2. str2: 指向第二个字符串。
3. num: 要比较的字符数。

返回类型的情况：

返回值	Value
大于0	指定字符数下，第一个字符串比第二个大
0	指定字符数下，相匹配
小于0	指定字符数下，第一个字符串比第二个小

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char ch1[] = "abcdef";char ch2[] = "abcfer";int ret = strncmp(ch1, ch2, 3);if (ret > 0)printf(">\n");else if (ret < 0)printf("<\n");elseprintf("==\n");return 0;
}

9、strstr()

在str1指向的字符串中，找到str2指向的字符串的位置。

9.1、使用

声明：

char* strstr(const char* str1, const char* str2);

1. str1: 指向被查找的字符串。
2. str2: 指向要查找的内容。
3. 该函数返回被查找内容中，要查找字符串的起始地址。

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main() 
{char ch1[1000] = "This is a sample string.";printf("%s\n", ch1);char ch2[] = "sample";char* ret1 = strstr(ch1, ch2);printf("%s\n", ret1);char* ret2 = strncpy(ret1, "simple", 6);printf("%s\n", ch1);return 0;
}

注意：

1. 若找到，返回的是第1次出现的位置；若未找到，返回NULL。
2. 字符串的比较，不包括’\0’，以’\0’为结束标志。

9.2、模拟实现

代码及详解如下：

#include<stdio.h>char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{char* p = (char*)str1;//正确位置的标记char* s1 = (char*)str1;//可移动的匹配指针char* s2 = (char*)str2;//可移动的匹配指针if (*s2 == '\0')//当要查找的内容为空，直接返回被查找内容首地址return (char*)str1;while (*p != '\0')//对于被查找内容，从开始到'\0'结束，挨个查找{s1 = p;//对于被查找内容的匹配指针，未匹配成功的每一次匹配，最后都要返回至跳过一个字节后的pchar* s2 = (char*)str2;//未匹配成功的每一次匹配后，都要返回起始位置while ((*s1 != '\0') && (*s2 != '\0') && (*s1 == *s2))//一个字节匹配成功，再匹配下一个{s1++, s2++;}if (*s2 == '\0')//要找内容遍历完了，找到了return(p);p++; //若有匹配不成功，跳出循环，p跳过一个字节，重复过程}return(NULL);//其他任何情况，都视为未找到
}int main()
{char ch1[] = "abbcd";char ch2[] = "bbc";char* ret = my_strstr(ch1, ch2);printf("%s\n", ret);return 0;
}

10、strtok()

将字符串中特定的字符，转换为\0。

10.1、使用

声明：

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

1. str: 指向要被分隔的字符串。
2. sep: 指向分隔符。
3. 函数返回\0前字符串的首地址

代码实现：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char ch[] = "[e-mail]";char sep[] = "@.";printf("%s\n", strtok(ch, sep));return 0;
}

注意：

1. strtok()会直接改变原字符串，所以使用时应先复制。
2. 若想得到所有被分割的部分，只需在下次调用函数时，将第一个参数改为NULL。
3. 若可转换的标记已经没有了，再调用函数，就返回NULL。

根据（2），可以有以下代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char ch1[] = "[e-mail]";char ch2[10000];char* ret = strcpy(ch2, ch1);//clonechar sep[] = "@.";char* str;for (str = strtok(ret, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep)){printf("%s\n", str);}return 0;
}

11、strerror()

找到错误码对应的错误信息。

11.1、使用

声明：

char* strerror(int errnum);

1. 输入参数为错误码。
2. 函数返回错误信息字符串首地址。

看看几个错误码：

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

代码示例：

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

补充：

1. C语言可以打开文件。
2. 打开文件用fopen()函数。如果以读的形式打开，文件又不存在，fopen()函数将错误码存放在errno中，并返回NULL。

如果不想像上面代码中printf()部分那么麻烦，可以使用perror()函数。

11.2、perror()

在该函数中，输入说明信息，函数将在屏幕上打印信息、冒号、一个空格，以及错误码对应的错误信息：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<errno.h>int main() {FILE* pFile;pFile = fopen("Data.txt", "r");if (pFile == NULL)perror("Error opening file Data.txt");return 0;
}

使用该函数，使代码更简洁，但也丧失了灵活性。