文章目录
- 1.字符函数
- 2.字符串函数
- 3.C语言内存函数
1.字符函数
在编程中,我们经常要处理一些字符和字符串,为了更好的操作字符和字符串,在C语言标准库中提供了一系列的库函数,接下来介绍一些常见的字符和字符串库函数。
1.1 字符分类函数
C语言中有专门用来做字符分类的函数,表明一个字符是属于什么类型的。这些函数使用时需要包含ctype.h
这个头文件。
函数 | 如果这个参数符合条件就返回真 |
---|---|
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’,垂直制表符’\v’ |
isxdigit | 十六进制数字,包括所有十进制数字字符,小写字符a ~ f,大写字符 A ~ F |
islower | 小写字母a ~ z |
isupper | 大写字符A ~ Z |
isalpha | 字母a ~ z或A ~ Z |
isalnum | 字符或者数字,a ~ z,A ~ Z,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 |
这些函数的使用方法大同小异,比如:
int isdigit(int c);
c
是要检查的字符,isdigit
是能够判断参数变量c
是否是0~9之间的数字。
通过返回值来说明是否是数字,如果是0~9数字就返回非零整数,否则返回0。
例如:将一个字符串中的大写字母转成小写字母,其他字符不变。
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
int i = 0;
char str[] = "HELLO WORLD.\n";
char c;
while (str[i])
{
c = str[i];
if (isupper(c))
{
c += 32;
}
putchar(c);
i++;
}
return 0;
}
运行结果:
1.2 字符转换函数
C语言为我们提供了两个字符转换函数:
int tolower(int c);//将参数传进去的大写字母转成小写
int toupper(int c);//将参数传进去的小写字母转成大写
还是拿大写字母转小写字母举例,上述代码是使用+32实现的结果,现如今有了转换函数,就可以直接使用toupper
函数实现。
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
int i = 0;
char str[] = "HELLO WORLD.\n";
char c;
while (str[i])
{
c = str[i];
if (isupper(c))
{
c = tolower(c);
}
putchar(c);
i++;
}
}
2.字符串函数
2.1 strlen函数
函数原型:
size_t strlen(const char * str);
- 字符串以
'\0'
作为结束标志,strlen函数返回的是当前字符串中'\0'
之前出现的字符个数('\0'
不记录个数中)。 - 参数指向的字符串必须要以
'\0'
结束。 - 注意函数的返回值是size_t,它是无符号的。(牢记)
- strlen的使用需要包含头文件
<string.h>
- 掌握strlen函数的模拟实现
2.1.1 strlen函数的使用:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
const char* s1 = "hello world";
const char* s2 = "hello";
if (strlen(s2) - strlen(s1) > 0)
{
printf("s2 > s1\n");
}
else
{
printf("s1 > s2\n");
}
return 0;
}
运行结果:
分析:为什么s2会大于s1?其实在前面已经说过了,strlen返回值类型是size_t,是无符号整型,两个无符号整型相减得出来的值如果是负数会进行变量提升为正数,所以上述运行结果会出现:3-6=3的情况。
2.1.2 strlen函数的模拟实现
现在我们可以模拟实现strlen函数:
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//方式一:指针 - 指针方式实现
int MyStrlen1(const char* str)
{
assert(str);
char* p = str;
while (*p != '\0')
{
p++;
}
return p - str;
}
//方式二:计数器的方式实现
int MyStrlen2(const char* str)
{
int count = 0;
while (*str != '\0')
{
count++;
str++;
}
return count;
}
//方式三:函数调用方式(不创建临时变量的计数器方式)
int MyStrlen(const char* str)
{
assert(str);
if (*str == '\0')
return 0;
else
return 1 + MyStrlen(str + 1);
}
int main()
{
char arr[] = "hello world";
int ret = MyStrlen(arr);
printf("ret = %d\n", ret);
return 0;
}
2.2 strcpy函数
函数原型:
char* strcpy(char * destination, const char * source);
- 源字符必须以
'\0'
结束。 - 会把源字符串中的
'\0'
拷贝到目标空间。 - 目标空间的容量要足够大,确保能把源字符串都存放进去。
- 目标空间必须可以修改。
- 掌握模拟实现
2.2.1 strcpy函数的使用
举例:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str1[] = "hello abc";//源字符串
char str2[20] = { 0 };//拷贝到的目标空间
char* ret = strcpy(str2, str1);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
2.2.2 strcpy函数的模拟实现
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* MyStrcpy(char* dest, const char* src)
{
assert(src && dest);
char* ret = dest;
while (*src != '\0')
{
*dest = *src;
dest++;
src++;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[20] = { 0 };
char* ret = MyStrcpy(arr2, arr1);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
2.3 strcat函数
函数原型:
char * strcat(char* destination,char source);
- 源字符串必须以
'\0'
结束。 - 目标字符串中也要有
'\0'
,否则我们不知道从哪开始追加。 - 目标空间容量要足够大,能够存放源字符串的内存。
- 目标空间必须可以修改。
- 字符串是否可以字节给自己追加?
2.3.1 strcat函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[] = " hello abcdef";
char arr2[20] = "world";
char* ret = strcat(arr2, arr1);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
2.3.2 strcat函数的模拟实现
例如;
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
char* MyStrcat(char* dest, const char* src)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
while (*dest != '\0')
{
dest++;
}
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[] = " hello abcdef";
char arr2[20] = "world";
char* ret = MyStrcat(arr2, arr1);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
2.4 strcmp函数
函数原型:
char* strcmp(const char* str1,const char* str2);
- 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;
- 第一个字符串小于第二个字符串,则返回小于0的数字;
- 第一个字符串等于第二个字符串,则返回0;
- 字符串的大小如何比较的?比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小。
2.4.1 strcmp函数的使用
举例:
#include <stdio.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcd";
char arr2[] = "abcg";
int ret = strcmp(arr1, arr2);
printf("ret = %d\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
2.4.2 strcmp函数的模拟实现
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int MyStrcmp(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;
}
}
int main()
{
char arr1[] = "abcg";
char arr2[] = "abcd";
int ret = MyStrcmp(arr1, arr2);
printf("ret = %d\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
strcpy
、strcat
、strcmp
函数称为长度不受限的字符串函数(不安全).
strncpy
、strncat
、strncmp
函数称为长度受限制字符串函数(相对安全).
接下来我们学习长度受限制的字符串函数.
2.5 strncpy函数
函数原型:
char * strncpy(char* destination, const char* source,size_t num);
- 从源字符串 拷贝num个 字符到目标空间。
- 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。
2.5.1 strncpy函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcdefg";
char arr2[20] = { 0 };
char* ret = strncpy(arr2, arr1, 5);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
2.6 strncat函数
函数原型:
char* strncat(char * destination,const char* source,size_t num):
- 将source指向的字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾,在追加一个
'\0'
字符。 - 如果源字符串的长度小于num,则拷贝完字符串之后,在目标的后面追加0,直到num个。
2.6.1 strncat函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcdefg";
char arr2[20] = "hello ";
char* ret = strncat(arr2, arr1, 3);
printf("%s\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
2.7 strncmp函数
函数原型:
int strncmp(const char* str1, const char* str2,size_t num);
- 比较str1和str2的前num个字符,如果相等就继续向后比较,最多比较num个字符,如果提前比较出来,就提前结束。
- 比较结果
- str1 > str2,返回大于0的数
- str1 < str2,返回小于0的数
- str1 == str2,返回0
2.7.1 strncmp函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[] = "abcd";
char arr2[20] = "abbe ";
int ret = strncmp(arr1, arr2, 3);
printf("ret = %d\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
2.8 strstr函数
函数原型:
char * strstr(const char * str1, const char * str2);
- 函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置。
- 字符串的比较匹配不包含
'\0'
字符,以'\0'
作为结束标志。
2.8.1 strstr函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[] = "I have an pear and it was very sweet";
char* ret;
ret = strstr(arr1, "pear");
printf("%s\n", ret);
printf("------------\n");
//查找并替换
strncpy(ret, "peach", 5);//这里的5是指拷贝的字符个数
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
运行结果:
2.8.2 strstr函数的模拟实现
分析函数:
实现:
#include <stdio.h>
char* MyStrstr(const char* str1, const char* str2)
{
const char* s1 = NULL;
const char* s2 = NULL;
const char* cur = str1;
if (*str2 == NULL)
return str1;
while (*cur)
{
s1 = cur;
s2 = (char*)str2;
while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2)
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
{
return (char*)cur;
}
cur++;
}
return NULL;
}
int main()
{
char arr1[] = "abcdabbbdg";
char arr2[] = "bd";
char* ret = MyStrstr(arr1, arr2);
if (ret == NULL)
printf("找不到\n");
else
printf("%s\n",ret);
return 0;
}
运行结果:
2.9 strtok函数
函数原型:
char * strtok(char * str,const char * sep);
sep
参数指向第一个字符串,定义了用作分隔符的字符集合。- 第一个参数指定一定字符串,它包含了0个或多个由
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,返回一个指向这个标记的指针。(注意: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,并且可以修改)。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。stroke
函数的第一个参数为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。 - 如果字符串中不存在更改的标记,则返回
NULL
指针。
2.9.1 strtok函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[] = "[email protected]";
char arr2[] = "@.";
char tmp[20] ={0};
strcpy(tmp,arr1);
char* ret = NULL;
//非常巧妙的写法
for (ret = strtok(tmp, arr2); ret != NULL ; ret = strtok(NULL, arr2))
{
printf("%s\n", ret);
}
//char* s1 = strtok(arr1, arr2);
//char* s2 = strtok(NULL, arr2);
//char* s3 = strtok(NULL, arr2);
//printf("%s\n", s1);
//printf("%s\n", s2);
//printf("%s\n", s3);
return 0;
}
运行结果:
这里ret = strtok(tmp,arr2);只会执行一次,如果后面还有字符串就把一个参数改成NULL,再进行分割.
2.10 strerror函数
函数原型:
char * strerror(int errnum);
- strerror函数可以把参数部分错误码对应的错误信息地址返回来。
- 不同的系统和C语言标准库的的实现中都规定了一些错误码,一把是放在errno.h这个头文件中说明的,C语言程序启动的时候会使用一个全局变量error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。
- 当我们使用标准库中的函数时发生了某种错误,就会将对应的错误码,存放在errno中,但只给我们一个错误码我们并不知道是啥意思,所以每个错误码都有对应的错误信息。strerror函数可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。
2.10.1 strerror函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d : %s\n",i, strerror(i));
}
return 0;
}
运行结果(Windows 11+VS2022环境下输出):
例如:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt", "r");
if (pf == NULL)
{
printf("current error message:%s\n", strerror(errno));
}
return 0;
}
运行结果:
perror函数:可以直接将错误信息打印出来。perror函数打印完参数部分的字符串后,还会再打印一个冒号和一个空格,然后再打印错误信息。
例如:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
FILE* pf = fopen("test.txt","r");
if (pf == NULL)
{
perror("current error message");
}
return 0;
}
运行结果:
3.C语言内存函数
3.1 memcpy函数
memcpy
函数的功能:从suc中拷贝num个字节到目前des中。
函数原型:
void * memcpy(void * destination, const void * source,size_t num);
参数:
void* dest :表示指向目标区域的指针
void* suc :表示指向源区域的指针
size_t num:表示要复制的字节数
返回值:返回指向目标内存区的指针
- 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination指向的内存空间。
- 这个函数遇到
'\0'
时并不会停下来。 - 如果source和destination 有任何的重叠,复制的结果都是未定义的。
3.1.1 memcpy函数的使用
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
int arr2[8] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1, 20);//num是以字节为单位(20 = 4 * 5)5个int型元素
int i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}
运行结果:
如若有重叠的内存,一般用memmove函数处理。
3.1.2 memcpy函数的模拟实现
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* MyMemcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dest;
assert(dest && src);
while (num--)
{
//注意:这里使用dest和src变量时,要强制类型转换,因为void*不能进行指针+-整数运算,不能自增或自减
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
int arr2[8] = { 0 };
MyMemcpy(arr2, arr1, 20);
int i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}
运行结果:
3.2 memmove函数
函数原型:
void * memmove(void * destination, const void* source,size_t num);
- 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函数进行处理。
3.2.1 memmove函数的使用
分析:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10};
memmove(arr1+2, arr1, 20);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
运行结果:
3.2.2 memmove函数的模拟实现
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* MyMemmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
assert(dest && src);
void* ret = dest;
if (dest < src)
{
while (num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
num--;
}
}
else
{
while (num--)
{
*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
}
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 ,9,10 };
MyMemmove(arr1 + 2, arr1, 20);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}
运行结果:
3.3 memset函数
函数的原型:
void* memset(void * ptr,int value,size_t num);
- memset函数是用来设置内存的,可以将内存的值以字节为单位设置成想要的内容。
- 对于字符串来说,可以以字符(1字节)为单位进行设置,对于整型来说,以字节为单位进行设置(不是以元素为单位进行设置)。
3.3.1 memset函数的使用
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[] = "abcdefghijk";
memset(str + 2, 'y', 5);
printf("%s\n", str);
return 0;
}
运行结果:
大家可以看一下这段代码:
下面这种写法是有问题的,因为int型是4个字节构成一个元素,而memset函数是以字节为单位进行设置的,所以如果要设置1,是把每个字节都设置为1。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr[5] = { 0 };
memset(arr, 1, 20);//以字节为单位设置的
int i = 0;
for (i = 0; i < 5; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
运行结果:
3.4 memcmp函数
函数原型:
int memcmp(const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num);
- 比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始,向后的num个字节。
- 返回值
- 如果返回值 < 0,则表示 str1 小于 str2。
- 如果返回值 > 0,则表示 str1 大于 str2。
- 如果返回值 = 0,则表示 str1 等于 str2。
3.4.1 memcmp函数的使用
整型数据比较
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[] = { 1,2,3,4,8,9,10,11 };
int ret = memcmp(arr1, arr2, 17);//比较前17个字节,这里比较到5和8
printf("ret = %d\n", ret);
return 0;
}
运行结果:
字符串比较:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str1[] = "abcd";
char str2[] = "hello";
int ret = memcmp(str1, str2, sizeof(str1));
if (ret > 0)
printf("'%s' is greater than '%s' .\n", str1, str2);
else if (ret < 0)
printf("'%s' is less than '%s'.\n", str1, str2);
else
printf("'%s' is the same as '%s' .\n", str1, str2);
return 0;
}
运行结果:
看到这里,相信你已经把C语言有关的字符函数和字符串函数以及内存函数的知识学习完了,对C语言感兴趣的码友们可以在博主的主页看看其他关于C语言的知识,主页包括指针以及函数等等的知识,后续还会继续更新C语言知识,学无止尽,一起加油~
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