【C】总结字符(串)/内存操作的库函数

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系列专栏:【从0到1,C语言学习】
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博客说明:尽己所能,把每一篇博客写好,帮助自己熟悉所学知识,也希望自己的这些内容可以帮助到一些在学习路上的伙伴,文章中如果发现错误及不足之处,还望在评论区留言,我们一起交流进步!

文章目录

  • 前言
  • 一. 字符串函数
    • 1. strlen
      • 1.1 介绍:
      • 1.2 三种方法模拟实现strlen
    • 2. strcpy
      • 2.1 介绍:
      • 2.2 模拟实现:
    • 3. strcat
      • 3.1 介绍:
      • 3.2 模拟实现:
    • 4. strcmp(长度不受限制)
      • 4.1 介绍:
      • 4.2 模拟实现:
    • 5. strncpy(长度受限制)
      • 5.1 介绍:
      • 5.2 模拟实现
    • 6. strncat(长度受限制)
      • 6.1 介绍
      • 6.2 模拟实现
    • 7. strncmp(长度受限制)
      • 7.1 介绍:
      • 7.2 模拟实现
    • 8.strstr
      • 8.1 介绍
      • 8.2 模拟实现
    • 9. strtok
      • 9.1 介绍
    • 10. strerror
      • 10.1 介绍
  • 二.字符操作函数
    • 1. 字符分类(判断)函数
    • 2. 字符转换函数
  • 三.内存操作函数
    • 1. memcpy
      • 1.1 介绍
      • 1.2 模拟实现
    • 2.memmove
      • 2.1 介绍
      • 2.2 模拟实现
    • 3. memset
      • 3.1 介绍
      • 3.2 模拟实现
    • 4. memcmp
      • 4.1 介绍
      • 4.2 模拟实现
  • 结语:

前言

这篇博客介绍了一些常用的库函数,包括字符串函数、字符函数、内存操作函数;对于字符串函数和内存操作函数最好对比着进行学习;还对这些库函数的进行了模拟实现,可以参照学习!

一. 字符串函数

1. strlen

1.1 介绍:

功能:

  • 求字符串长度
size_t strlen ( const char * str );

参数:

  • str——所求字符串的地址

返回值:

  • 字符串的长度

注意事项:

  • 字符串要以 ‘\0’ 作为结束标志,strlen函数返回的是在字符串中 ’ \0 ’ 前面出现的字符个数(不包 含 ‘\0’ )。
  • 参数指向的字符串必须要以 ‘\0’ 结束。
  • 注意函数的返回值为size_t,是无符号的( 易错 )
  • 【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第1张图片

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第2张图片

1.2 三种方法模拟实现strlen

#include
#include

//1.循环(计数器方式)
size_t My_strlen1(const char* str)
{
	assert(str);
	char* left = str;
	while (*str)
	{
		str++;
	}
	char* right = str;

	return right - left;
}

//2.指针-指针
size_t My_strlen2(const char* str)
{
	assert(str);
	char* left = str;
	while (*str)
	{
		str++;
	}
	char* right = str;

	return right - left;
}

//3.递归(不能创建临时变量计数器)
size_t My_strlen3(const char* str)
{
	assert(str);
	while (*str != '\0')
	{
		return 1 + My_strlen(str + 1);
	}
}

int main()
{
	char str[] = "hello world";
	
	size_t len = My_strlen2(str);
	printf("%zu\n", len);
	return 0;
}

2. strcpy

2.1 介绍:

功能:

  • 字符串拷贝,长度不受限制
char* strcpy(char * destination, const char * source)

参数:

  • dest——目标字符数组的地址
  • src——源字符串的地址

返回值:

  • 目标空间的地址(dest)

注意事项:

  • 源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
  • 会将源字符串中的 ‘\0’ 拷贝到目标空间。
  • 目标空间必须足够大,以确保能存放源字符串。
  • 目标空间必须可变。

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第3张图片

2.2 模拟实现:

#include
#include

char* My_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*dest++ = *src++);

	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[20] = { 0 };

	printf("%s\n", My_strcpy(arr2, arr1));
	return 0;
}

3. strcat

3.1 介绍:

功能:

  • 字符串追加,长度不受限制
char * strcat ( char * destination, const char * source );

参数:

  • dest——目标字符数组的地址
  • src——源字符串的地址

返回值:

  • 目标空间的地址(dest)

注意事项:

  • 源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
  • 目标空间必须有足够的大,能容纳下源字符串的内容。
  • 目标空间必须可修改。
  • 会将源字符串中的’ \0 '追加到目标空间中。
  • 字符串不可以自己给自己追加,会将字符串中的 ’ \0 ’覆盖掉,结果是未知的,可能会出现死循环等问题!

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第4张图片

3.2 模拟实现:

#include
#include

char* My_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++);

	return ret;
}

int main()
{
	char arr1[] = "world";
	char arr2[20] = "hello ";

	printf("%s\n", My_strcat(arr2, arr1));
	return 0;
}

4. strcmp(长度不受限制)

4.1 介绍:

功能:

  • 字符串比较,长度不受限制
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );

参数:

  • str1,str2——要比较的俩个字符串的地址

返回值:

  • 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

注意事项:

  • 俩个字符串的比较,先是俩个字符串的第一个字符进行大小的比较,如果相同,再向后进行下一对的比较。

使用实例:

4.2 模拟实现:

#include
#include
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;
}

int main()
{
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[] = "abcdeg";
	int ret = My_strcmp(str1, str2);

	if (ret > 0)
	{
		printf(">\n");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("<\n");
	}
	else
	{
		printf("==");
	}
	return 0;
}

5. strncpy(长度受限制)

5.1 介绍:

功能:

  • 字符串拷贝,长度受限制
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

参数:

  • dest——目标字符数组的地址
  • src——源字符串的地址
  • num——要拷贝的字符数

返回值:

  • 目标空间的地址(dest)

注意事项:

  • 与strcpy区别,可以限制拷贝的字符数,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num个

使用实例:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oGWfpM3K-1657613493137)(https://cdn.nlark.com/yuque/0/2022/png/27378634/1657437381911-27e6a198-593b-41c6-aeb9-67edf8a7cec0.png)]

5.2 模拟实现

#include
#include
char* My_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);

	char* ret = dest;
	while (num && ( * dest++ = *src++))
	{
		num--;
	}
	if (num)
	{
		while (--num)
		{
			*dest++ = '\0';
		}
	}

	return ret;
}

int main()
{
	char str1[20] = "xxxxxxxxxx";
	char str2[] = "hello world";

	printf("%s\n", My_strncpy(str1, str2, 5));
	return 0;
}

6. strncat(长度受限制)

6.1 介绍

功能:

  • 字符串追加,长度受限制
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

参数:

  • dest——目标字符数组的地址
  • src——源字符串的地址
  • num——要追加的字符数

返回值:

  • 目标空间的地址(dest)

注意事项:

  • 追加到目标空间的字符串结尾会添加 ’ \0 '用来结尾
  • 如果源字符串的长度小于num,追加到 ’ \0 ’ 便会停止追加
  • 不可以自己给自己追加

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第5张图片

6.2 模拟实现

#include
#include

char* My_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	char* ret = dest;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}

	while (num--)
	{
		if ( !(* dest++ = *src++) )
		{
			return ret;
		}
	}

	*dest = '\0';
	return ret;
}

int main()
{
	char str1[30] = "hello ";
	char str2[] = "world";

	printf("%s\n", My_strncat(str1, str2, 5));
	return 0;
}

7. strncmp(长度受限制)

7.1 介绍:

功能:

字符串比较,长度受限制

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

参数:

  • str1,str2——要比较的俩个字符串的地址
  • num——要比较的字符个数

返回值:

  • 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

注意事项:

  • 比较到出现另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。

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第6张图片

7.2 模拟实现

#include
#include

int My_strncmp(const char* str1, const char* str2, size_t num)
{
	assert(str1 && str2);
	while (num--)
	{
		if ( * str1 == *str2 && *str1 !='\0')
		{
			str1++;
			str2++;
		}
		else
		{
			return *str1 - *str2;
		}
	}
	return 0;
}

int main()
{
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[] = "abcdeg";

	int ret = My_strncmp(str1, str2, 7);

	if (ret > 0)
	{
		printf(">\n");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("<\n");
	}
	else
	{
		printf("==");
	}
	
	return 0;
}

8.strstr

8.1 介绍

功能:

  • 查找子字符串
char * strstr ( const char *str1, const char * str2);

参数:

  • str1——被查找字符串的地址
  • str2——要查找的字串的地址

返回值:

  • 字串存在返回子串所在的地址,不存在则返回空指针

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第7张图片

8.2 模拟实现

#include
#include

char* My_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	const char* s1 = str1;
	const char* s2 = str2;
	const char* p = s1;
	while (*p)
	{
		s1 = p;
		s2 = str2;
		while (*s1 == *s2 && *s1 != '\0' && *s2 != '\0')
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return (char*)p;
		}
		p++;
	}

	return NULL;
}

int main()
{
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[] = "cde";

	printf("%s\n", My_strstr(str1, str2));
	return 0;
}

9. strtok

9.1 介绍

功能:

  • 切割字符串
char * strtok ( char * str, const char * sep );

参数:

  • str——被切割字符串的地址
  • sep——分割符(标记)所组成字符串的地址

返回值:

  • 找到标记,返回返回指向这个标记开头的地址;没找到返回空指针

注意事项:

  • sep参数是个字符串,定义了用作分隔符的字符集合
  • 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。
  • strtok函数找到str中的下一个标记,并将其用 \0 结尾(将标记覆盖为\0),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贝的内容并且可修改。)
  • strtok函数第一次调用时第一个参数不为 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。
  • strtok函数第一次调用之后的调用第一个参数为 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。
  • 如果字符串中不存在更多的标记,则返回 NULL 指针。
  • 查找时碰到字符串结尾\0,此时这个\0也会也会被当成一个标记,\0之后调用函数返回值都为空指针。

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第8张图片

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第9张图片

10. strerror

10.1 介绍

功能:

  • 描述错误信息。
char * strerror ( int errnum );

参数:

  • errnum——库函数执行失败时,所设置的的错误码

返回值:

  • 返回系统中errnu错误码所对应的描述错误文本(字符串)的地址

注意事项:

  • 错误码errno的使用需要引用头文件

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第10张图片

二.字符操作函数

1. 字符分类(判断)函数

函数 如果它的参数符合下列条件就返回真
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 0~9
isxdigit 十六进制数字,包括所有十进制数字,小写字母af,大写字母AF
islower 小写字母a~z
isupper 大写字母A~Z
isalpha 字母az或AZ
isalnum 字母或者数字,az,AZ,0~9
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

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第11张图片

2. 字符转换函数

int tolower ( int c );//将大写字母转换为小写字母
int toupper ( int c );//将小写字母转换为大写字母

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第12张图片

三.内存操作函数

1. memcpy

1.1 介绍

功能:

  • 拷贝两块独立空间中的数据
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

参数:

  • dest——要拷贝到的内存位置的指针
  • src——要从中拷贝的内存位置的指针
  • num——要拷贝的字节数

返回值:

  • 目标内存的地址(dest)

注意事项:

  • 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
  • 这个函数在遇到 ‘\0’ 的时候并不会停下来。
  • 如果source和destination有任何的重叠,复制的结果都是未定义的。

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第13张图片

1.2 模拟实现

#include
#include

void* My_memcpy(const void* dest, const void* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	void* ret = dest;
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}

	return ret;
}

int main()
{
	int arr1[20] = { 0 };
	int arr2[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
	My_memcpy(arr1, arr2, 40);

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	printf("\n");

	return 0;
}

2.memmove

2.1 介绍

功能:

  • 拷贝两块空间中的数据,允许目标和源重叠
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

参数:

  • dest——要拷贝到的内存位置的指针
  • src——要从中拷贝的内存位置的指针
  • num——要拷贝的字节数

返回值:

  • 目标内存的地址(dest)

注意事项:

  • 和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
  • 如果源空间和目标空间出现重叠,就得使用memmove函数处理。

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第14张图片

2.2 模拟实现

模拟实现时要注意,当目标和源有重叠时,要考虑数据时从前往后拷贝还是从后往前拷贝,数据的处理方式正确,才能得到正确的拷贝结果!

  • 当dest

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第15张图片

  • 当dest>stc且dest在src范围内时,数据要从后往前处理

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第16张图片

  • 当dest>stc且dest不在src范围内时,数据要从后往前或从前往后处理都可以

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第17张图片

所以,如下方法实现代码更为简单:

当dest

当dest>stc时,数据要从后往前进行处理。

#include
#include

void* My_memmove(void* dest, const void* src, int num)
{
	assert(dest && src);
	void* ret = dest;
	if (dest < src)
	{
		//从前往后放
		while (num)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		//从后往前放
		while (num--)
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}

	return ret;
}

int main()
{
	int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,8,9,10 };
	My_memmove(arr + 2, arr, 20);

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	return 0;
}

3. memset

3.1 介绍

功能:

将指定内容填充到内存空间

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

参数:

  • prt——要填充内存的地址
  • value——要填充的值
  • num——要填充的字节数

返回值:

  • 返回被填充内存的地址(prt)

注意事项:

  • 可用于修改或者初始化

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第18张图片

3.2 模拟实现

#include
#include

void* My_memset(void* prt, int val, size_t num)
{
	assert(prt);
	void* ret = prt;
	while (num--)
	{
		*(char*)prt = val;
		prt = (char*)prt + 1;
	}

	return  ret;
}

int main()
{
	char str[] = "xxxxxxxxxx";
	My_memset(str, 'y', 5);
	printf("%s\n", str);

	return 0;
}

4. memcmp

4.1 介绍

功能:

  • 比较俩个内存块
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

参数:

  • prt1,prt2——指向内存块的指针
  • num——要比较的字节数

返回值:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第19张图片

注意事项:

  • 与strcmp不同,该函数在找到空字符(\0)后不会停止比较。

使用实例:

【C】总结字符(串)/内存操作的库函数_第20张图片

4.2 模拟实现

#include
#include

int My_memcmp(const void* prt1, const void* prt2, size_t num)
{
	assert(prt1 && prt2);
	while (num--)
	{
		if (*(char*)prt1 != *(char*)prt2)
		{
			return *(char*)prt1 - *(char*)prt2;
		}
		else
		{
			prt1 = (char*)prt1 + 1;
			prt2 = (char*)prt2 + 1;
		}
	}
	return 0;
}

int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 1,2,2 };
	int ret = My_memcmp(arr1, arr2, 9);
	printf("%d\n", ret);

	return 0;
}

结语:

各位小伙伴,看到这里就是缘分嘛,希望我的这些内容可以给你带来那么一丝丝帮助,可以的话三连支持一下呗!!! 感谢每一位走到这里的小伙伴,我们可以一起学习交流,一起进步!!!加油!!!

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