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【C语言】字符串函数及其部分模拟实现

backend 2025/5/19 9:13:21

在这里插入图片描述

1 strlen的使⽤和模拟实现

strlen 函数
1、求的是字符串的长度，统计的是字符串中\0之前的字符个数
2、字符串中必须有\0

1.1 strlen()函数的基本信息及功能

我们从cplusplus官网(cplusplus（C语言函数查询网站）看到strlen()函数如图:

1.2 strlen()函数的模拟实现

（1）计数器方式

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
// 计数器⽅式
size_t my_strlen(const char* str) {int count = 0;assert(str);while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;}
int main() {char arr[] = "abcdef";size_t len = my_strlen(arr);printf("%zd\n", len);return 0;
}

（2）不能创建临时变量计数器

//不能创建临时变量计数器--->递归实现
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
size_t my_strlen(char* str){assert(str);if (*str == '\0'){return 0;}return 1 + my_strlen(str + 1);
}int main() {char arr[] = "abcdef";size_t len = my_strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

（3）指针 - 指针的⽅式

//指针 - 指针的⽅式
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
size_t my_strlen(char* str) {char* ret = str;assert(ret);while (*ret != '\0'){ret++;}return ret - str;
}
int main() {char arr[] = "abcdef";size_t len = my_strlen(arr);printf("%zd\n", len);return 0;
}

2 strcpy的使⽤和模拟实现

strcpy 函数
1、字符串的拷贝
2、源字符串必须以‘\0’ 结束。
3、会将源字符串中的‘\0’ 拷贝到目标空间。
4、目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。
5、目标空间必须可修改。

2.1 strcpy()函数的基本信息及功能

我们从cplusplus官网(cplusplus（C语言函数查询网站）看到strcpy()函数如图:

2.2 strcpy()函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//strcpy()函数的模拟实现
char* my_strcpy(char* dest,const char* src) {assert(dest);assert(src);char* ret = dest;while (*dest++ = *src++){;}return ret;
}int main() {char arr1[] = "hello world";char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxxxxxxxx";char* ret = my_strcpy(arr2, arr1);printf("%s\n", ret);printf("%s\n", arr2);return 0;
}

运行结果：

3 strcat的使⽤和模拟实现

strcat 函数用来连接字符串
1、函数返回的是目标空间的起始地址
2、源字符串必须以’\0’ 结束。否则打印是可能造成越界
3、⽬标字符串中也得有\0，否则没办法知道追加从哪⾥开始。
4、⽬标空间必须可修改。

3.1 strcat()函数的基本信息及功能

我们从cplusplus官网(cplusplus（C语言函数查询网站）看到strcat() 函数如图:

3.2 strcat()函数的模拟实现

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//strcat()函数的模拟实现
char* my_strcat(char* dest, char* src) {char* ret = dest;assert(dest);assert(src);while (*dest != '\0'){dest++;}while (*dest++ = *src++) {;}return ret;
}
int main() {char arr1[20] = "hello ";char arr2[] = "world";char* str = my_strcat(arr1, arr2);printf("%s\n", str);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

运行结果：

3.3 字符串自己给自己追加

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src) {char* ret = dest;assert(dest);assert(src);while (*dest != '\0'){dest++;}while (*dest++ = *src++){;//空语句}return ret;
}
int main() {char arr1[] = "abcdef";char* ret = my_strcat(arr1, arr1);printf("%s", ret);return 0;
}

1、会造成死循环
2、会导致程序崩溃

4 strcmp的使用和模拟实现

strcmp()函数
比较两个字符串
将字符串 str1 与字符串 str2 进行比较。

4.1 strcmp()函数的基本信息及功能

我们从cplusplus官网(cplusplus（C语言函数查询网站）看到strcat() 函数如图:

标准规定：
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
(在 Visual Studio 中，当数值大于 0 时返回 1，小于 0 时则返回 -1。)

那么如何判断两个字符串？⽐较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的⼤小。举例如下：

4.2 strcmp()函数的模拟实现

//方法一
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(char* str1, char* str2) {assert(str1 && str2);while (*str1 == *str2){if (*str1 == '\0') {printf("没法比\n");}str1++;str2++;}if (*str1 > *str2){return 1;}else if (*str1 == *str2){return 0;}else{return -1;}
}int main() {char arr1[] = "abq";char arr2[] = "abcdef";int ret = my_strcmp(arr1, arr2);printf("%d\n", ret);return 0;
}

运行结果：

//方式2
//strcmp()函数的模拟实现
int my_strcmp(const char* str1,const char* str2) {assert(str1);assert(str2);while (*str1 == *str2){if (*str1 == '\0'){return 0;}str1++;str2++;}return *str1 - *str2;
}
int main() {char arr1[] = "abq";char arr2[] = "abcdef";int ret = my_strcmp(arr1, arr2);printf("%d\n", ret);return 0;
}

运行结果：

5 strncpy() 函数的使用

strncpy()函数
1、拷贝num个字符从源字符串到⽬标空间。
2、如果源字符串的⻓度小于num，则拷⻉完源字符串之后，在⽬标的后边追加0，直到num个。

例子1：

例子2：

6 strncat ()函数的使用

strncat ()函数
1、将source指向字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，再追加⼀个\0 字符。
2、如果source 指向的字符串的⻓度⼩于num的时候，只会将字符串中到\0 的内容追加到destination指向的字符串末尾

例子1

例子2

7 strncmp()函数的使用

strncmp()函数
1、⽐较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续往后⽐较，最多⽐较num个字⺟，如果提前发现不⼀样，就提前结束，如果num个字符都相等，就是相等返回0。

例子1

例子2

8 strstr()函数的使用和模拟实现

strstr()函数
函数返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置

请注意，返回的是首次出现的位置，参考以下示例：

8.1 strstr()函数的基本信息及功能

我们从cplusplus官网(cplusplus（C语言函数查询网站）看到strstr()函数如图:

8.2 strstr()函数的模拟实现

要模拟该函数的实现，我们需要明确以下三种情况：

简单的写法 - 暴力查找
//strstr()函数的模拟实现
#include <stdio.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2) {const char* s1 = NULL;const char* s2 = NULL;const char* cur = str1;if (*str2 == '\0')//空字符串{return (char*)str1;}while (*cur){s1 = cur;s2 = str2;while (*s1!='\0' && *s1 == *s2 && *s2 != '\0'){s1++;s2++;}if (*s2 == '\0'){return (char*)cur;}cur++;}return NULL;
}
int main() {char arr1[] = "abcdefabcdef";char arr2[] = "cdef";char* ret = my_strstr(arr1, arr2);if (ret != NULL){printf("%s\n", ret);}else{printf("没有找到\n");}return 0;
}

while循环中确保s1和s2均不为\0的原因在于：当两个字符串相等时，相加操作可能导致下一次解引用时发生越界错误。

s1 = '\0’的两种情况

运行结果：

9 strtok()函数的使用

strtok()函数
1、sep参数指向⼀个字符串，定义了⽤作分隔符的字符集合
2、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。
3、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。（注：strtok函数会改变被操作的字符串，所以在使⽤strtok函数切分的字符串⼀般都是临时拷⻉的内容并且可修改。）
4、strtok函数的第⼀个参数不为NULL ，函数将找到str中第⼀个标记，strtok函数将保存它在字符串中的位置。
5、strtok函数的第⼀个参数为NULL ，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。
6、如果字符串中不存在更多的标记，则返回NULL 指针。

9.1 strtok()函数的基本信息及功能

例子

int main()
{char arr[] = "zpengwei@yeah.net@hehe";char arr2[30] = { 0 };strcpy(arr2, arr);//拷贝const char* sep = "@.";char* ret = NULL;ret = strtok(arr2, sep);//zpengwei\0printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, sep);//yeah\0printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, sep);//net\0printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, sep);//hehe\0printf("%s\n", ret);ret = strtok(NULL, sep);//nullprintf("%s\n", ret);return 0;
}

运行结果：

上述代码可采用更加灵活的实现方式

#include <stdio.h>
int main()
{char arr[] = "zpengwei@yeah.net@hehe";char arr2[30] = { 0 };//"zpengwei\0yeah\0net"strcpy(arr2, arr);const char* sep = "@.";char* ret = NULL;for (ret = strtok(arr2, sep); ret != NULL; ret = strtok(NULL, sep);) {printf("%s\n", ret);}return 0;
}

10 strerror ()函数的使用

strerror 函数的使用
1、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。
2、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局的变量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，⽽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。