C语言字符串操作实战：手动实现strcpy与strcat函数
在C语言中，字符串操作是基础且核心的知识点， strcpy （字符串拷贝）和 strcat （字符串拼接）是最常用的字符串处理函数。本文将带你手动实现这两个函数，深入理解其底层工作原理，并对比不同实现方式的优劣。
一、手动实现strcpy函数
strcpy 函数的功能是将源字符串复制到目标字符串中，包括字符串结束符 '\0' 。
1. 基础版本实现
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char * my_strcpy(char* dest, const char* str)
{
// 断言：确保目标地址和源地址不为空指针
assert(dest != NULL);
assert(str != NULL);
// 保存目标字符串的起始地址，用于函数返回
char* tep = dest;
// 循环拷贝源字符串中的字符，直到遇到结束符'\0'
while (*str != '\0')
{
*dest = *str;
str++; // 源指针向后移动一位
dest++; // 目标指针向后移动一位
}
*dest = '\0'; // 关键步骤：给目标字符串添加结束符
return tep;
}
int main()
{
char dest[15];
const char* p = "abcdef";
char* ret = my_strcpy(dest, p);
printf("%s\n", ret); // 输出：abcdef
return 0;
}
2. 优化版本实现
基础版本的逻辑清晰，但可以通过合并操作简化代码，利用字符串结束符 '\0' 的ASCII值为0的特性，让循环自动终止。
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* str)
{
assert(dest != NULL);
assert(str != NULL);
char* tep = dest;
// 优化点：合并赋值与指针自增，'\0'赋值后循环终止
while (*dest++ = *str++)
{
; // 空语句，循环逻辑已在条件中完成
}
return tep;
}
int main()
{
char dest[15];
const char* p = "abcdef";
char* ret = my_strcpy(dest, p);
printf("%s\n", ret); // 输出：abcdef
return 0;
}
3. 关键知识点解析
- 断言（assert）：用于调试阶段检查指针合法性，避免空指针操作导致的程序崩溃。
- 指针操作：通过指针自增遍历字符串，直接操作内存地址，效率更高。
- 字符串结束符： '\0' 是字符串的标志，拷贝时必须包含，否则目标字符串会成为“野字符串”。
- 优化逻辑： *dest++ = *str++ 先将 str 指向的字符赋值给 dest ，然后两者同时自增，当拷贝到 '\0' 时，赋值结果为0，循环自动终止。
二、手动实现strcat函数
strcat 函数的功能是将源字符串拼接到目标字符串的末尾，并覆盖目标字符串原来的结束符 '\0' 。
1. 完整实现代码
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* str)
{
// 断言检查空指针
assert(dest != NULL);
assert(str != NULL);
// 保存目标字符串起始地址
char* tep = dest;
// 移动目标指针到字符串末尾（找到'\0'）
while (*dest != '\0')
{
dest++;
}
// 拼接源字符串，包含'\0'
while (*dest++ = *str++)
{
;
}
return tep;
}
int main()
{
char dest[20] = "hello"; // 目标字符串初始值
const char* p = "abcdef"; // 待拼接的源字符串
char* ret = my_strcat(dest, p);
printf("%s\n", ret); // 输出：helloabcdef
return 0;
}
2. 实现逻辑解析
1. 定位目标字符串末尾：通过 while (*dest != '\0') 循环移动目标指针，直到指向字符串结束符。
2. 拼接字符串：采用与优化版 strcpy 相同的逻辑，将源字符串的字符逐个拷贝到目标字符串末尾，自动包含结束符 '\0' 。
3. 返回值：返回目标字符串的起始地址，支持链式调用（如 printf("%s", my_strcat(dest, str)) ）。
三、注意事项与安全隐患
1. 缓冲区溢出：目标字符串的数组大小必须足够容纳拷贝/拼接后的结果（包括 '\0' ），否则会导致内存溢出。建议使用 strncpy 和 strncat （指定最大操作长度）提升安全性。
2. 空指针检查：必须确保 dest 和 str 不为空指针，否则会导致程序崩溃。
3. 内存重叠：若源字符串和目标字符串的内存区域重叠（如 my_strcpy(dest+2, dest) ），会导致拷贝/拼接结果异常，此时需使用 memmove 函数处理。
4. 目标字符串可写性： dest 必须指向可修改的内存区域（如字符数组），不能指向字符串常量（如 const char* dest = "hello" ）。
四、总结
手动实现 strcpy 和 strcat 函数，核心是通过指针操作遍历字符串，理解字符串在内存中的存储形式（以 '\0' 结尾的字符数组）。基础版本逻辑清晰，适合初学者理解原理；优化版本代码简洁高效，符合C语言的设计风格。
在实际开发中，优先使用标准库函数（ strcpy 、 strcat 、 strncpy 、 strncat ），但掌握手动实现的原理，能帮助我们更好地处理字符串相关的底层问题，提升编程功底。
希望本文对你理解C语言字符串操作有所帮助，欢迎在评论区交流讨论！