字符函数和字符串函数（下）

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strncpy函数的使用

函数原型：

//这里多了一个限制符：num，注意时size_t类型
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。

• 如果源字符串的长度小于num，则拷贝完源字符串之后，在目标的后边追加'\0'，直到一共有num个；但是当源字符串的长度大于的num时，会将内容全部拷贝过去，而不会把'\0'加进去。

strncpy的使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr1[10] = { 0 };
    char arr2[10] = "xxxxxxxxxx";//为了更好地观察‘补0’
    char arr3[] = "abc";
    strncpy(arr1, arr3, 2);
    strncpy(arr2, arr3, 5);
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);
    return 0;
}

如果想要观察就需要调试。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[10] = "xxxxxxxx";
    strncpy(arr2, arr1, 3);
    printf("%s\n", arr2);
    return 0;
}

如果一旦目标空间不足，也会导致和strcpy一样的结局。

strncat函数的使用

函数原型：

//这里多了一个限制符：num，注意时size_t类型
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

• 将源字符串的前num个字符追加到目标空间的末尾，再追加⼀个'\0'字符。

• 如果源字符串的长度小于num的时候，只会将源字符串中到'\0'的内容追加到目标空间的末尾。

strncat的使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr1[20] = "hello ";
    char arr2[20] = "hello ";
    char arr3[] =  "world";
    strncat(arr1, arr3, 3);
    strncat(arr2, arr3, 6);
    printf("%s\n", arr1);
    printf("%s\n", arr2);
    return 0;
}

strncmp函数的使用

函数原型：

//这里多了一个限制符：num，注意时size_t类型
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

比较str1和str2的前num个字符，如果比较第一个字符相等就继续往后比较，最多比较num个字符，如果提前发现不一样，就提前结束，大的字符所在的字符串大于另外一个。如果num个字符都相等，就是相等返回0。

strncmp的使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[] = "abcq";
    //比较到第四个字符时,d < q ，即返回一个小于0的数，第五个字符就不需要比较了
    int ret1 = strncmp(arr1, arr2, 5);
    //前三个字符都是相等的，所以就返回0
    int ret2 = strncmp(arr1, arr2, 3);
    printf("%d\n", ret1);
    printf("%d\n", ret2);
    return 0;
}

strstr的使用与模拟实现

函数原型：

//字符串查找：在str1中查找str2（在源字符串中查找子字符串）
//查找成功是str2一定要连续在str1中
//例如：abcd中查找abc——>成功
//     abcd中查找abd——>失败
const char * strstr ( const char * str1, const char * str2 );
      char * strstr (       char * str1, const char * str2 );

查找成功，函数返回的是字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置；查找失败就会返回一个空指针（NULL）。

字符串的比较匹配不包含'\0'字符，以'\0'作为结束标志。也就是说当遇到'\0'字符时，我们的查找也就结束了，不需要再继续进行查找了。

strstr的使用

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr1[] = "abcdef";
    char arr2[] = "bcd";
    char arr3[] = "cdf";
    //如果arr2在arr1中找得到的话，就会返回arr2在arr1中的起始地址
    char* ret1 = strstr(arr1, arr2);
    //如果arr2在arr1中找不得到的话，就会返回一个空指针NULL
    char* ret2 = strstr(arr1, arr3);
    printf("%s\n", ret1);
    printf("%s\n", ret2);
    return 0;
}

strstr的模拟实现

思路分析：

我们写的代码肯定要符合那个多次匹配的情况。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
    assert(str1 && str2);
    //用一些变量来记录我们要比较的指针
    const char* s1 = str1;
    const char* s2 = str2;
    const char* p = str1;
    while (*p)//因为s1在和s2比较的时候，会发生变化，不适合用*s1来
    {
        s1 = p;
        s2 = str2;
        while (*s1 != '\0' && *s1 == *s2 && *s2 != '\0')
        {
            s1++;
            s2++;
        }
        if (*s2 == '\0')//也就说明str2这个字符串已经找到了
        {
            return (char*)p;//避免警告，p被const修饰了
        }
        p++;//与上面的循环变量要一致
    }
    //跳出while循环也就意味着*p=='\0'，即没找到
    return NULL;
}

int main()
{
    char arr1[] = "abbbcdef";
    char arr2[] = "bbc";
    char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
    printf("%s\n", ret);
    return 0;
}

strtok函数的使用

函数原型：

//字符串的分割
char * strtok ( char * str, const char * delimiters );

• delimiters参数指向一个字符串，定义了用作分隔符的字符集合（其中全是分隔符）

• 第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由delimiters字符串中一个或者多个分隔符分割的标记。

• strtok函数找到str中的下一个标记（字符段：被分割符切下来的），并将其用’\0‘结尾（即用'\0'代替那个被找到的分割符），返回一个指向这个标记的指针（就是返回一个指向这个分隔符前面的那个字符段的首字符的地址。例如：给一个这样的字符串"314.15"，会返回的是314这个字符段3的地址）。（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。）

• strtok函数的第一个参数不为 NULL时 ，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。

• strtok函数的第一个参数为 NULL时 ，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。

• 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。

strtok的使用

根据这个特点，我们就可以联想到循环来实现。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char arr1[] = "3.1415.9265.35.";
    char arr2[] = ".";
    char* ret = 0;
    //        循环初始化              限制条件        调整循环变量
    for (ret = strtok(arr1, arr2); ret != NULL; ret = strtok(NULL, arr2))
    {
        printf("%s\n", ret);
    }
    return 0;
}

strerror函数的使用

函数原型：

//错误报告函数
char * strerror ( int errnum );

C语言的库函数，在执行失败的时候，都会设置错误码。

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。 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，就会生成对应的错误码，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，然后我们在用printf函数来打印就好了。

strerror的使用

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

Windows11+VS2022环境下输出：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
    //打开文件的函数是fopen，打开成功，返回一个有效的地址；
    //打开失败，就返回一个空指针
    FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
    if (pf == NULL)
    {
        printf("%s\n", strerror(errno));
    }
    return 0;
}

如果要打开这个文件的话，这个文件所处的位置是要在和这个代码文件一个目录下。如果想要在其它路径下找到，就得写绝对路径（不知道没关系，后期会讲！）。

上一期以及上面的这些都是与字符串相关的函数，下面我们就开始学习与字符相关的函数。

字符分类函数

我们在键盘上敲出的都是字符，但是字符也有分类。比如：空白字符，大写字母，小写字母，十进制数字，十六进制数字……

这些函数都是非常类似的，使用时，需要包含的头文件都是<ctype.h>。就拿一个函数islower来举例吧。

函数原型：

int islower ( int c );

islower 是能够判断参数部分的 c 是否是小写字目的。通过返回值来说明是否是小写字目，如果是小写字目就返回非0的整数，如果不是小写字目，则返回0。

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
    printf("%d\n", islower('w'));
    printf("%d\n", islower('W'));
    return 0;
}

练习：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 ch = 0;
    int n = 0;
    while (n = getchar())
    {
        //都可以实现，判断是小写字母
        if (islower(n))//if (n >= 97 && n <= 122)
        {
            n -= 32;
        }
        putchar(n);
    }
    return 0;
}

getchar与putchar函数用法的讲解：带你掌握getchar与putchar的基本用法-CSDN博客

字符转换函数

C语言提供了2个字符转换函数：

int tolower ( int c ); //将参数传进去的⼤写字⺟转小写 
int toupper ( int c ); //将参数传进去的小写字⺟转大写

有了字符转换函数就可以直接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 ch = 0;
    int n = 0;
    while (n = getchar())
    {
        if (islower(n))//if (n >= 97 && n <= 122)
        {
            n = toupper(n);//n -= 32;
        }
        putchar(n);
    }
    return 0;
}

好啦！本期的字符函数与字符串函数到此结束！我们下期再一起学习吧！