C语言中常见字符串库函数的模拟实现（超详细）_dddddrrrzz的博客

本文主要介绍一些常用的字符串库函数的模拟实现，首先，我们来看一下都有哪些函数：

字符串说明	字符串类型
求字符串长度	strlen
长度不受限制的字符串函数	strcpy、strcat、strcmp
长度受限制的字符串函数	strncpy、strncat、strncmp
字符串查找	strstr、strtok
错误信息报告	strerror
内存操作函数	memcpy、memmove、memset、memcmp

接下来，我们就一个一个来进行分析，并模拟实现。
在这里，推荐一个网站cplusplus，在这里面可以查看每个库函数的具体结构和组成框架。

1. strlen函数的模拟实现

函数作用：求解字符串长度。

size_t strlen ( const char * str );

• 字符串的 '\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。

方法一

：计数器方式（也是最常用的一种）

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//模拟实现strlen
int my_strlen(const char* arr)
{
	assert(arr);
	int count = 0;
	while (*arr != '\0')
	{
		*arr++;
		count++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int ret = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

【注意】
代码中const修饰的指针类型表示指针指向的内容不可更改。
assert语句称为断言，它的本质就是一个宏，宏之中是一个表达式。

“断言”：
如果表达式为真，断言通过，进行之后的逻辑。
如果表达式为假，断言失败，程序主动停止，直接退出。

方法二

递归方式（不创建临时变量）

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen(const char * str)
{
    if(*str == '\0')
         return 0;
    else
         return 1 + my_strlen(str+1);
}
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int ret = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

方法三

指针-指针的方式

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strlen( char* arr)
{
	char* p = arr;
	while (*p != '\0' )
	{
		p++;
	}
	return p - arr;
}
int main()
{
	char arr[] = "abc";
	int ret = my_strlen(arr);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

2. strcpy函数的模拟实现

函数作用：将一个字符串拷贝到另一个字符串中。

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

• 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。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* s1, const char* s2)
{
	assert(s1 && s2);
	char* ret = s1;
	while (*s1++ = *s2++)
	{
		;
	}
	return ret;//这里返回的是目标函数的首地址
}
int main()
{
	char arr1[20] = "abc";
	char arr2[] = "erty";
	 my_strcpy(arr1,arr2);
	 printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

3. strcat函数的模拟实现

函数作用：字符串追加，拼接两个字符串。

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

• 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。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcat(char* s1, const char* s2)
{
	assert(s1 && s2);
	char* ret = s1;
	//strcat返回的是目标空间的起始地址,所以先将起始地址存在ret里面
	//1.找到目标字符串的‘\0’
	while (*s1 != '\0')
	{
		s1++;
	}
	//2.追加源字符串到'\0'
	while (*s1++ = *s2++)//strcpy里面的功能
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[20] = "abc";
	char arr2[] = "erty";
	my_strcat(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);
	return 0;
}

4. strcmp函数的模拟实现

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

函数作用：字符串比较。
【标准规定】：
因为返回值是int类型，所以，
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。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(const char* s1, const char* s2)
{
	assert(s1 && s2);
	while (*s1 == *s2)
	{
		if (*s1 == '\0')
		{
			return 0;
		}
		s1++;
		s2++;
	}
	return *s1 - *s2;
}
int main()
{
	//strcmp比较的是字符串的内容，而不是长度
	char arr1[] = "abcdef";
	char arr2[] = "abdfg";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	if (ret == 0)
	{
		printf("=\n");
	}
	else if (ret < 0)
	{
		printf("<\n");
	}
	else 
	{
		printf(">\n");
	}
	return 0;
}

5. strstr函数的模拟实现

char * strstr ( const char *str2, const char * str1);

函数作用：在一个字符串中查找其子字符串。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	char* s1;
	char* s2;
	char* cp = str1;
	if (*str2 == '\0') //如果str2为一个空字符串，则返回str1
		return str1;
	while (*cp) //abbbcde bbc
	{
		s1 = cp;
		s2 = str2;
		//while (*s2 !='\0' && *s1 != '\0' && *s1 == *s2) 
		while (*s2  && *s1  && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
		{
			return cp;
		}
		cp++;
	}
	return NULL;//找不到
}
int main()
{
	char arr1[] = "i love china";
	char arr2[] = "china";
	char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
	//查找arr2在arr1中第一次出现的位置，返回的是一个地址
	if (ret == NULL)
	{
		printf("找不到\n");
	}
	else
	{
		printf("%s\n",ret);
	}
	return 0;
}

6. strtok函数

char * strtok ( char * str, const char * sep );

函数作用：字符串分割。

• 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，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。
• 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多的标记，则返回 NULL 指针。

int main()
{
	char str1[] = "123445.qq.com";
	char str2[100] = { 0 };
	char sep[] = ".";
	strcpy(str2, str1);
	char* ret = NULL;
	//分割字符串
	for (ret = strtok(str2, sep); ret != NULL;ret = strtok(NULL,sep))
	{
		printf("%s\n", ret);
	}
	/*strtok(str2, sep);
	strtok(NULL, sep);*/
	return 0;
}

7. strerror函数

char * strerror ( int errnum );

函数作用：错误码。默认情况下，errno值为0 ，即No error，无错误。
strerror函数根据返回的错误码，返回对应的错误信息。
要想使用errno需要包含头文件<error.h>。在其基础上想使用strerror函数需要包含头文件<string.h>。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>//必须包含的头文件
int main() {
	FILE *pFile = fopen("a.txt", "r");
	if (pFile == NULL)
	printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n",strerror(errno));
     //errno: Last error number
return 0;
}

8. memcpy函数的模拟实现

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

函数作用：内存拷贝

• 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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count)
{
	assert(src && dest);
	void* ret = dest;
	while(count--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;//跳过一个字节
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;//返回目标空间的起始地址
}
int main()
{
	int arr1[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
	int arr2[20] = { 0 };
	//拷贝的是整形类型
	my_memcpy(arr2, arr1, 10 * sizeof(int));
	int i = 0;
	for ( i = 0; i < 20; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

9. memmove函数的模拟实现

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

函数作用：内存拷贝

• 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

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	char* dest_t = (char*)dest;
	const char* src_t = (const char*)src;
	assert(dest && src);
	if (src_t > dest_t || src_t + num <= dest_t)
	{
		while (num--)//正序复制
		{
			*dest_t++ = *src_t++;
		}
	}
	else//逆序赋值
	{
		//调整指针到最后
		dest_t += num - 1;
		src_t += num - 1;
		while (num--)
		{
			*dest_t-- = *src_t--;
		}
	}
	return dest;
}
int main()
{
	int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
	//my_memcpy(arr + 2, arr, 16);//拷贝内存重叠
	my_memmove(arr + 2, arr, 16);//将arr拷贝到arr+2位置，拷贝4个int型数据
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 9; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

以上。