C语言中对字符和字符串的处理很频繁,但是C语言本身是没有字符串类型的,字符串通常放在常量字符串中或者字符数组中
字符串常量适用于那些对它不做修改的字符串函数
本章重点介绍处理字符串函数的库函数的使用和注意事项
一、字符串函数
这些函数都要引头文件:**#include<string.h>**
1.1 strlen
*size_t strlen(const char str)
(1)库函数,是用来求字符串长度的,本质上统计的是字符串中\0之前的字符的个数(不包括’\0‘)
(2)参数指向的字符串(传地址)必须要以 '\0' 结束
(3)注意函数的返回值为size_t,是无符号的(易错)
下面看看这个代码:思考一下结果是什么?
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
const char* str1 = "abcdef";
const char* str2 = "bbb";
if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
{
printf("str2>str1\n");
}
else
{
printf("srt1>str2\n");
}
return 0;
}
【答案】:srt2>str1
【解释】:两个无符号数相减得到的还是无符号数,那么一个小的数减去一个大的数还是得不到负数,所以就会打印srt2>str1
【改进】:将size_t类型强转为int类型
if ((int)strlen(str2) - (int)strlen(str1) > 0)
strlen函数的三种模拟实现:
(1)计数器:
size_t my_strlen(const char* str)
{
int count = 0;
while (*str++)
{
count++;
}
return count;
}
(2)递归:
size_t my_strlen(const char* str)
{
if (*str)
return my_strlen(str+1) + 1;
else
return 0;
}
(3)指针-指针
size_t my_strlen(const char* str)
{
char* p = str;
while (*p)
{
p++;
}
return p - str;
}
1.2 strcpy
char strcpy(char * destination, const char * source )*
把 source所指向的字符串复制到 destination,而且会覆盖destination中的字符****(字符串拷贝)
(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(不然找不到‘\0'没法结束,就可能会导致数组越界)
(3)目标空间必须足够大,以确保能存放源字符串
(4)目标空间必须可变
(5)返回值是目标空间的地址(参数前面是目标字符串的地址,后面是源头字符串的地址)
验证strcpy会将源字符串中的'\0'拷贝到目标空间:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "WORLDGOOD";
char arr2[] = "HELLO";
strcpy(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
未strcpy前的arr1:
strcpy后的arr1: 可以看到下标为5的元素就是'\0'
当目标空间为常量字符串时,不满足条件(4),那么就会出现错误:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char* p = "abcdefghi";//常量字符串
char arr2[] = "HELLO";
strcpy(p, arr2);//err
printf("%s\n", p);
return 0;
}
strcpy函数的模拟实现:
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);//防止dest和src是空指针
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
1.3 strcat
char * strcat(char * destination ,const char * source)
把 source所指向的字符串追加到 destination所指向的字符串的结尾(字符串追加)
内部逻辑:
<1>找到destination的末尾'\0'
<2>再把source的内容追加到destination的后面,会把前面字符串的’\0'覆盖
(1)**源字符串必须以'\0'**结束(’\0'也会追加过去)
(2)目标空间必须足够大,而且必须可以修改
(3)**目标字符串中也得有’\0'**,保证可以找到目标空间的末尾进行追加
(4)字符串不能自己给自己追加:这样会进入死循环,前面的'\0'被覆盖了,没有’\0'无法结束
** strcpy函数的模拟实现: **
<1>找到目标空间的末尾
<2>数据的追加(跟strcpy函数一样)
char* my_strcat(char* dest,const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);
//1.找到目标空间的末尾
while (*dest != '\0')
{
dest++;
}
//2.数据的追加(跟strcpy函数一样)
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
1.4 strcmp
*int strcmp (const char * str1,const char str2)
(string compare)字符串比较函数
(1)不是比较长度,而是比较对应位置字符的大小(也就是ACSII值)
eg: str1=”abcdef“ str2=“abq"
在这个两个字符串前面两个字符都一样,但是到第三个字符位置上,str1是c,str2是q,q的ACSII值大于c,那么最后str1<str2
(2)标准规定:
str1>str2,则返回大于0的数
str1<str2,则返回小于0的数
str1和str2相等,则返回等于0的数
在VS中返回值就是-1,0,1,但是其他编译器就不一定
** strcmp函数的模拟实现: **
(1)初阶版:
#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++;
}
if (*str1 > *str2)
{
return 1;
}
else
{
return -1;
}
}
(2) 进阶版:这样简化了很多,而且返回值不只是1或者-1
#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;
}
上面介绍的都是长度不受限制的字符串函数(strcpy,strcat,strcmp)
下面再来学习一下长度受限制的字符串函数:(strncpy,strncat,strncmp)
2.1 strncpy
*char * strncpy(char * destination,const char source,size_t num)
拷贝num个字符从源字符串到目标空间
(1)如果源字符串的长度小于num,则拷贝完源字符串之后,在目标空间的后面追加’\0',直到num个
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "XXXXXXXXXXXXX";
char arr2[] = "abc";
strncpy(arr1, arr2, 6);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
我们可以看到arr2只有四个元素,但是要传6个字符,那么就自动在后面补上’\0',直到补到num个为止(这里printf打印arr1时,后面的XXXX是不会打印的,因为字符串遇到‘\0'就结束了,就不会再向后走了)
2.2 strncat
*char * strncat(char * destination,const char source,size_t num)
如果num大于源字符串的长度,只会追加源字符串的长度
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "abc\0xxxxxxxxxxxxx"; //一定要有\0,不然找不到字符串的末尾
char arr2[] = "defghi";
strncat(arr1, arr2, 10);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
2.3 strncmp
*int strncmp(const char * str1, const char str2)
比较到出现另一个字符不一样或者一个字符串结束或者num个字符全部比较完、
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abczef";
char arr2[] = "abcqw";
int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
3.1 strstr
*char * strstr (const char * str1,const char str2)
string string 在字符串中找字符串
(1)strstr会返回str1中str2第一次出现的位置(多次出现只会返回第一次出现的地址)
如果str1中**没有**str2,**就返回NULL**
eg:代码结果:defghi
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcdefghi";
char arr2[] = "def";
char* ret = strstr(arr1, arr2);
if (ret == NULL)
{
printf("找不到\n");
}
else
{
printf("%s\n", ret);
}
return 0;
}
** strstr函数的模拟实现:**
(1)得有一个指针(cp)记录从哪开始str1和str2相匹配了
(2)对于str1="abbbcdef\0" str2="bbc\0”就没有那么简单了(当str1指向第三个b时,发现str2对应的不是b而是c,那么有得重新开始,所以还得有个指针指向str2的头部得以返回)
我们就考虑再加两个指针s1和s2分别去遍历str1和str2,str1和str2就指向这两个字符串的头部
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
const char *my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
const char* cp=str1;//记录开始匹配的位置
const char* s1 ;
const char* s2 ;//分别去遍历字符串
assert(str1 && str2);
if (*str2 == '\0')
return str1;//空字符串是所有字符串的子字符串
while (*cp)//如果str1是空字符就是直接跳出循环
{
s1 = cp;//重新开始s1就得从cp开始
s2 = str2;//s2从str2开始
while (*s1&&*s2&& *s1 == *s2)//s1和s2不相等或者都为0就停下来
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
return cp;
cp++;//s1和s2不相等就cp向后走一个位置
}
return NULL;//找不到返回空指针
}
这个strstr的模拟实现是一种暴力求解的方式,算法不够高效,有兴趣可以去研究KMP算法
3.2 strtok
**char * strtok (char str ,const char sep)
这个函数是用来切割字符串的
eg:shenyu@yeah.net(yeah是域名,.net是后缀)//@和.就切割了字符串
192.168.101.23 //IP地址,点分十进制
(IP地址本来是一个无符号整数,这个整数不方便记忆,所以将这个整数转化为点分十进制的表示方式)
(1)sep参数是个字符串,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(把这个标记改为‘\0'),返回一个指向这个标记的指针(有记忆功能)(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贝的内容并且可修改)
(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(第一次传参:s = strtok(arr, p))
(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(后面传参:s = strtok(NULL, p))
(6)如果字符串中不存在更多的标记,则返回 NULL 指针
理解怎么使用:
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "[email protected]";
char buf[200] = { 0 };
strcpy(buf, arr);//拷贝一份
char* p = "@.";
char* s = strtok(buf, p);
printf("%s\n", s);
s = strtok(NULL, p);
printf("%s\n", s);
s = strtok(NULL, p);
printf("%s\n", s);
return 0;
}
**代码结果: **
奇葩的函数:第一次调用和后面的调用传递的参数不一样
真正使用strtok函数的代码:这个代码的结果和上面一样,for直接打印所有分割的字符
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "[email protected]";
char buf[200] = { 0 };
strcpy(buf, arr);//拷贝一份
char* p = "@.";
char* s = NULL;
for (s = strtok(arr, p); s != NULL; s = strtok(NULL, p))
{
printf("%s\n", s);
}
return 0;
}
3.3 strerror
char * strerror (int errnum)
将错误码翻译错误信息,返回错误信息的字符串的起始地址
当使用库函数或者进行整个的软件设计的过程中,可能会有错误码 eg:404
C语言中使用库函数的时候,如果发生错误,就会将错误码放在errno的变量中
errno是一个全局的变量,可以直接使用的 eg:0,1,2,3,4,5...
下面我们来看看错误码对应的错误信息:
#include<stdio.h>
int main()
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d: %s\n", i, strerror(i));
}
return 0;
}
结果如下:
再来个打开文件的例子:
fopen以读的形式打开文件
如果文件存在,打开成功
如果文件不存在,打开失败
用errno变量要引头文件:**#include<errno.h> **
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
int main()
{
FILE *pf=fopen("add.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("打开文件失败,原因是:%s\n", strerror(errno));
return 1;
}
else
{
printf("打开文件成功\n");
}
return 0;
}
拓展:perror函数:直接打印错误所对应的错误信息
相当于printf+strerror(打印规则:自定义信息+xxxxx)
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE *pf=fopen("add.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
perror("打开文件失败");
}
else
{
printf("打开文件成功\n");
}
return 0;
}
二、字符分类函数:
这些函数都需要引头文件:**#include <ctype.h>**
函数****如果他的参数符合以下条件就返回真iscntrl任何控制字符isspace
空白字符:空格’ ‘,换页’\f',换行‘\n',回车’\r',制表符‘\t'或者垂直制表符’\v'
isdigit十进制数字09isxdigit十六进制数字,包括所以十进制数字,小写字母af,大写字母AFislower小写字母azisupper大写字母AZisalpha字母az或AZisalnum字母或者数字,az,AZ,09
ispunct
标点符号,任何不属于数字或者字母的图形字符(可打印)isgraph任何图形字符isprint任何可打印字符,包括图形字符和空白字符
eg1:判断一个字符是否是小写字母 **( ** **int islower (int c) ) **
#include<stdio.h>
int main()
{
char ch = 'w';
if (islower(ch))
{
printf("小写\n");
}
else
{
printf("非小写\n");
}
return 0;
}
eg2:判断一个字符是不是十六进制数字
#include<stdio.h>
int main()
{
int ret = isxdigit('q');
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
三、字符转换函数
这些函数都需要引头文件:**#include <ctype.h>**
int tolower(int c);
int toupper(int c);
eg1:大写转小写,小写转大写
#include<stdio.h>
int main()
{
int ret = tolower('a');
printf("%c\n", ret);//A
ret = tolower(ret);
printf("%c\n", ret);//a
return 0;
}
eg2:字符串大写字母全部转为小写
#include<stdio.h>
int main()
{
char arr[] = "Test String.\n";
char* p = arr;
while (*p)
{
if (isupper(*p))
{
*p = tolower(*p);
}
p++;
}
printf("%s", arr);
return 0;
}
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