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C语言字符函数和字符串函数（1）

news 2025/9/4 6:59:18

前言

在编程时，我们经常要处理字符和字符串，为了⽅便操作字符和字符串，C语⾔标准库中提供了⼀系列库函数，接下来我们就学习⼀下这些函数。

本文章将讲解内容如下：

1. 字符分类函数
2. 字符转换函数
3. strlen的使用和模拟实现
4. strcpy的使用和模拟实现
5. strcat的使用和模拟实现
6. strcmp的使用和模拟实现
7. strncpy函数的使用
8. strncat函数的使用
9. strncmp函数的使用
10. strstr的使用和模拟实现
11. strtok函数的使用
12. strerror函数的使用

本篇文章为1~6的讲解，下半部分会在C语言字符函数和字符串函数（2）中讲解。

一、字符分类函数

C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的，也就是⼀个字符是属于什么类型的字符的。这些函数的使⽤都需要包含⼀个头⽂件是 ctype.h。

#include<ctype.h>

1.常用的字符分类函数及其功能：

以下是常用的字符分类函数及其功能：

判断字母和数字
- int isalnum(int c)：检查字符是否为字母（a-z, A-Z）或数字（0-9）
- int isalpha(int c)：检查字符是否为字母（a-z, A-Z）
- int isdigit(int c)：检查字符是否为数字（0-9）
判断大小写字母
- int islower(int c)：检查字符是否为小写字母（a-z）
- int isupper(int c)：检查字符是否为大写字母（A-Z）
判断空白字符
- int isspace(int c)：检查字符是否为空白字符（空格、制表符\t、换行符\n等）
判断其他属性
- int iscntrl(int c)：检查字符是否为控制字符（如\n、\t等）
- int isgraph(int c)：检查字符是否为可打印且非空格字符
- int isprint(int c)：检查字符是否为可打印字符（包括空格）
- int ispunct(int c)：检查字符是否为标点符号
- int isxdigit(int c)：检查字符是否为十六进制数字（0-9, a-f, A-F）

2.这些函数的返回值规则：

如果条件满足，即函数对应的要求成立，返回非0值，不符合，返回0.

3.使用示例：

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似：

int islower ( int c );

通过此函数，判断参数c是否为小写字母，如果条件满足，即函数对应的要求成立，返回非0值，不符合，返回0.

习题例子：

写⼀个代码，将字符串中的⼩写字⺟转⼤写，其他字符不变。

#include<stdio.h>
#include<ctype.h>
int main()
{
char p[]="ABCdef";
int i=0;
char c;
while(p[i]!='\0')
{
c=p[i];
if(islower(p[i]))
{
c-=32;
p[i]=c;
}
i++;
}
printf("%s",p);
}

如果记不住这些函数也没太大影响，如上方的islower，我们可以用 if(p[i]>='a'&&p[i]<='z') 来代替，同理，其他函数均可这样做。

二、字符转换函数

1.C语⾔提供了2个字符转换函数：

1. int tolower （int c）

2. int toupper（int c）

int tolower （int c）函数的作用为将大写字母转化成小写字母；

同理 int toupper（int c）函数的作用为将小写字母转化成大写字母；

上方习题中c-=32;我们可以用toupper(c)来实现；当然我们如果记不住字符转换函数的话，就记一下每个大写字母与其对应的小写字母之间差32个ASCLL值即可。

三、strlen函数

1.介绍

size_t strlen ( const char * str );

统计参数指向的字符串的⻓度。统计的是字符串中 '\0' 之前的字符的个数，如果该字符串没有‘\0’，该结果为随机值：

int main()
{
char p[]="ABCdef";
int i,j;
char q[]={'a','b'};
i=strlen(p);
j=strlen(q);
printf("%d %d",i,j);
}

我们由此可知：p达到了预期的目标，但q没有。

2.模拟实现：

该函数可有多钟实现方式：
指针法：

int mystrlen(char *p)
{
char *q=p;
while(*q)
{ q++;
}
return q-p;
}
int main()
{
char p[]="ABCdef";
int i,j;
i=mystrlen(p);
printf("%d",i);
}

统计个数求法：

int mystrlen(char *p)
{
int i=0;
while(*p)
{
p++;
i++;
}
return i;
}
int main()
{
char p[]="ABCdef";
int i,j;
i=mystrlen(p);
printf("%d",i);
}

递归求法：

int mystrlen(const char * str)
{
assert(str);
if(*str == '\0')
return 0;
else return 1 + mystrlen(str+1);
}
int main()
{
char p[]="ABCdef";
int i,j;
i=mystrlen(p);
printf("%d",i);
}

结果也一样正确。

四、strcpy函数

1.介绍

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

功能：字符串拷⻉，拷⻉到源头字符串中的 \0 为⽌，即将代码中source的字符全拷贝至 destination中。

destination ：指针，指向⽬的地空间（目的字符串）

source ：指针，指向源头数据（源头字符串）

返回值：strcpy 函数返回的⽬标空间的起始地址

int main()
{
char arr1[10] = {0};
char arr2[] = "hello";
strcpy(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}

我们由此可知：该函数将arr2的内容拷贝到了arr1中。

注意：

1.源字符串必须以 '\0' 结束。

2.该函数会将源字符串中的 '\0' 拷⻉到⽬标空间。

3.⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串。

4.⽬标空间必须可修改，常量字符串进行拷贝是不行的。

2.模拟实现：

指针法：

char* mystrcpy(char *a1, char*a2)
{ char *ret=a1;
while(*a2)
{
*a1=*a2;
a1++,a2++;
}
*a1 = '\0';
return ret;
}
int main()
{
char arr1[10] = {0};
char arr2[] = "hello";
mystrcpy(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}

运行结果一样的。

五、strcat函数

1.介绍

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

功能：字符串追加，将源头字符串中的全部字符，即将代码中source的字符全追加至 destination结尾。

destination ：指针，指向⽬的地空间

source ：指针，指向源头数据

返回值rcat 函数返回的⽬标空间的起始地址

int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world";
strcat(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}

我们由此可知：该函数将arr2的内容追加到了arr1中。

注意：

1.源字符串必须以 '\0' 结束。

2.⽬标字符串中也得有 \0 ，否则没办法知道追加从哪⾥开始。

3.⽬标空间必须⾜够⼤，以确保能存放源字符串。

4.⽬标空间必须可修改，常量字符串进行拷贝是不行的。

这几条要求与strcpy要求类似。

2.模拟实现：

指针法：

char *mystrcat(char *a1,char *a2)
{
char *p=a1;
while(*a1)
{
a1++;
}
while(*a2)
{
*a1=*a2;
a1++;
a2++;
}
*a1='\0';
return p;
}
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world";
mystrcat(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}

运行结果一样的。

六、strcmp函数

1.介绍

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

功能：用来比较str1 和str2 指向的字符串，从两个字符串的第⼀个字符开始⽐较，如果两个字符的ASCII码值相等，就比较下⼀个字符。直到遇到不相等的两个字符，或者字符串结束。

str1 ：指针，指向要⽐较的第⼀个字符串。

str2 ：指针，指向要⽐较的第⼆个字符串。

返回值：strcmp 函数返回的两个字符串比较的值。

返回值规定：

1.第⼀个字符串⼤于第⼆个字符串，则返回⼤于0的数字。

2.第⼀个字符串等于第⼆个字符串，则返回0。

3.第⼀个字符串⼩于第⼆个字符串，则返回⼩于0的数字。

代码示例：

int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[] = "abq";
int ret = strcmp(arr1, arr2);
printf("%d\n", ret);
if(ret > 0)
printf("arr1 > arr2\n");
else if(ret == 0)
printf("arr1 == arr2\n");
else
printf("arr1 < arr2\n");
return 0;
}

对此代码解释：

strcmp比较大小为逐一比较，如果相等，则转向下一个字符。

2.strcmp函数的模拟实现：
指针法：

int mystrcmp(char *a,char *b)
{
while(*a==*b)
{
if(*a=='\0')
{
return 0;
}
a++;
b++;
}
return *a-*b;
}
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[] = "abq";
int ret = mystrcmp(arr1, arr2);
printf("%d\n", ret);
if(ret > 0)
printf("arr1 > arr2\n");
else if(ret == 0)
printf("arr1 == arr2\n");
else
printf("arr1 < arr2\n");
return 0;
}