目录

前言

字符串函数与内存函数总汇（讲解的）

字符串函数介绍

strlen（字符串长度计算函数）

strcpy/strncpy(字符串拷贝函数)

strcat/strncat(字符串拼接函数)

strcmp/strncmp(字符串比较函数)

strstr（字符串查找函数）

strtok（字符串切分函数）

strerror(返回错误原因的描述字符串函数)

内存函数介绍

memcpy（内存拷贝函数）

memmove（内存移动函数）

memcmp（内存比较函数）

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前言

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本章主要讲解：

• 字符和字符串的库函数的使用和注意事项

字符串函数与内存函数总汇（讲解的）

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• 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

写在前面的话：

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（不做修改）中或者字符数组（可以修改）中来处理

字符串函数介绍

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strlen（字符串长度计算函数）

• 定义：

size_t strlen ( const char * str );

• 注意：

1. 字符串以 '\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' )
2. 参数为字符指针，且是指向的字符串必须要以 '\0' 结束的指针（否则会出错）
3. size_t 的定义为 typedef unsigned int size_t；即 strlen 函数返回类型为无符号整型

• 易错题：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	const char* str1 = "abcdef";
	const char* str2 = "abc";
	if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
	{
		printf("呵呵\n");
	}
	else
	{
		printf("哈哈\n");
	}
	return 0;
}
//输出结果：呵呵
//解释：对于strlen函数返回的是无符号整形，无符号数的加减还是无符号数（永远大于0）

• 函数演示：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char ch[] = "abcdef";
	printf("%d\n", strlen(ch));
	return 0;
}
//输出结果：6

• 模拟实现：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
size_t my_strlen(const char* str)
//对于传入的指针我们并希望对它指向的对象的内容进行修改，我们可以用const进行修饰
{
	assert(str);//传入指针不能为NULL，记得包含头文件<assert.h>
	size_t len = 0;
	while (*str++)//*的优先级高于后置++，如果为'\0'则不进入循环（'\0'的ASCII码值为0）
	{//进入后指针str++
		len++;
	}
	return len;
}

strcpy/strncpy(字符串拷贝函数)

• 定义：

char *strcpy( char *strDestination//目标字符串//, 
const char *strSource//来源字符串);
char *strncpy( char *strDest, const char *strSource, size_t count//拷取长度（字节为单位）);

• 区别：

strcpy：一直拷贝到'\0'(包括'\0'）（并不安全）

strncpy：参数count用来控制拷贝字符串的长度（如果超过了源字符串的长度则会在拷完后再补0）（相对安全）

• 注意：

1. 源字符串必须以 '\0' 结束
2. 目标空间必须足够大（以确保能存放源字符串），且必须可修改

• 函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str1[] = "Hello world!";
	char str2[20] = { 0 };
	char str3[20] = { 0 };
	strcpy(str2, str1);
	strncpy(str3, str1, 2);
	printf("%s\n", str2);
	printf("%s\n", str3);
	return 0;
}
//输出结果：
//Hello world!
//He

• 模拟实现：

char* my_strcpy(char* des, const char* src)
{
	assert(des&&);//指针不为NULL
	char* ret = des;//记录字符串首元素地址
	while (*des++ = *src++)//先*指针进行赋值，赋值后对des指向的内容进行判断，再进行指针++
	{
		;
	}
	return ret;//返回字符串首元素地址
}

#include<assert.h>
char* my_strncpy(char* des, const char* src, int n)
{
	assert(des && src);
	char* ret = des, *cp = (char*)src;
	int count = 0;
	while (*cp++)//计算源字符串长度
	{
		count++;
	}
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		if (i < count)
		{
			*des++ = *src++;
		}
		else//拷贝个数大于长度补0
		{
			*des++ = '0';
		}
	}*des = '\0';//末尾加上结束符
	return ret;
}

strcat/strncat(字符串拼接函数)

• 定义：

char *strcat( char *strDestination, const char *strSource );
char *strncat( char *strDest, const char *strSource, size_t count );

• 区别：

strcat：将源字符串拼接到目标字符串后面（从目标字符串的'\0'位置开始拼接，一直拼接到源字符串'\0'处，包括'\0'）

strncat：参数count用来控制拼接字符个数（大于源字符串个数也只拼接到源字符串的'\0'）

• 注意：

1. 源字符串必须以 '\0' 结束
2. 目标空间必须足够大（以确保能存放拼接的字符） ，且必须可变

函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str1[100] = "hello ";
	char str2[100] = "hello ";
	char str3[] = "world!";
	strcat(str1, str3);
	strncat(str2, str3, 4);
	printf("%s\n", str1);
	printf("%s\n", str2);
	return 0;
}
//输出结果：
//hello world！
//hello worl

• 模拟实现：

char* my_strcat(char* des, const char* str)
{
	assert(des && str);
	char* ret = des;
	//找到des最后一个字符
	while (*des)
	{
		des++;
	}
	//将str中字符串拷贝至des末尾
	while (*des++ = *str++)
	{
		;
	}
	return 0;
}

char* my_strncat(char* des, const char* str, size_t n)
{
	assert(des && str);
	char* ret = des;
	while (*des)
	{
		des++;
	}
	for (size_t i = 0; i < n && *str; i++)
	{
		*des++ = *str++;
	}
	*des = '\0';//末尾追加结束符
	return ret;
}

strcmp/strncmp(字符串比较函数)

• 定义：

int strcmp( const char *string1, const char *string2 );
int strncmp( const char *string1, const char *string2, size_t count );

• 区别：

strcmp：比较每个字符对应的ASCII码值大小

strncmp：参数count控制了比较字符数量（比较字符个数不超过两字符串个数（含'\0'）较少者）

• 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：

比较到出现另个字符不一样或者一个字符串结束或者count个字符全部比较完

• 函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str1[] = "abcd";
	char str2[] = "abcd";
	char str3[] = "accd";
	printf("%d\t", strcmp(str1, str2));
	printf("%d\t", strcmp(str1, str3));
	printf("%d\t", strncmp(str1, str2,2));
	printf("%d\t", strncmp(str1, str3,2));
	return 0;
}
//输出结果：0    -1    0    -1

• 模拟实现：

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
//字符相等就比较下一个，中间如果存在两字符不相等则结束遍历
	while (*str1 && *str2 && *str1 == *str2)
	{
		str1++;
		str2++;
	}
//结果返回两者ASCII码差值
	return (*str1 - *str2);
}

int my_strncmp(const char* str1, const char* str2, size_t n)
{
	assert(*str1 && *str2);
	for (size_t i = 0; i < n - 1  && *str1 && *str2; i++)
	{
//不同时直接结束，再返回此刻两者的差值
		if (*str1 != *str2)
			break;
		str1++;
		str2++;
	}
//或结束遍历后（n-1次）直接比较最后一位字符
	return (*str1 - *str2);
}

strstr（字符串查找函数）

• 定义：

char *strstr( const char *string, const char *strCharSet );

注：如果字符串strCharSet在string出现，则返回string中第一次出现该字符串的首地址，否则返回NULL

• 模拟实现：

1. 首先在str1中找到与str2首字符相同的字符，后对str2后面的字符进行逐个比较
2. 如果在后续逐个比较过程中出现了不同的字符，这时候就需要str1返回到之前刚开始对字符比较的地方的后一个位置再进行比较，且str2需要返回到首字符
3. 如果在后续逐个比较过程中，str2指向的字符为\0这就代表在str1中找到了str2这个字符串，则返回str2首字符对应于str1所在的地址
4. 还有则是遍历后str1指向的字符为\0（在没满足str2指向的字符为\0时），这就表示在str1中找不到str2这个字符串，则返回NULL

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	if (*str2 == '\0')
		return (char*)str1;//如果str2指向的对象如：char ch[]="";(即内容为'\0')直接返回str1
	const char* s1;
	const char* s2;
	const char* p = str1;
//str1指向的对象内容不为'\0'则进入循环
	while (*p)
	{
//进入循环调整s2，s1位置
		s1 = p;
		s2 = str2;
//相同则进行遍历
		while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
//s2遍历到结束符即找到了，返回此次开始的地址
		if (*s2 == '\0')
		{
			return (char*)p;
		}
//（上面条件不满足）s1到了'\0'则说明开始位置p都到了结束符，那么已经找不到了
		if (*s1 == '\0')
		{
			return NULL;
		}
//此次查找没有找到，则使开始位置p指向下一个位置
		p++;
	}
	return NULL;
}

strtok（字符串切分函数）

• 定义：

char *strtok( char *str//被切分对象, 
const char *sep//分隔符号集合);

• 注意：

1. 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
2. strtok函数找到str中的首个分隔符，并将其用'\0'替代，且返回分隔符前一个字符串首元素地址
3. strtok函数的第一个参数不为 NULL ，函数将找到strToken中首个分隔符，strtok函数会记忆该分隔符后一个字符的位置
4. strtok函数的第一个参数为NULL，函数将在同一个字符串中被记忆的位置开始，查找下一个分隔符
5. 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针

• 函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str[] = "- This, a sample string.";
	char* pch;
	pch = strtok(str, " ,.-");
	while (pch != NULL)
	{
		printf("%s\t", pch);
		pch = strtok(NULL, " ,.-");
	}
	return 0;
}
//输出结果:This    a    sample    string

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char* p = "abcde@163.com";
	const char* sep = ".@";
	char arr[30];
	char* str = NULL;
	strcpy(arr, p);//将数据拷贝一份，处理arr数组的内容
	for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep))
	{
		printf("%s\t", str);
	}
}
//输出结果：abcde    163    com

• 模拟实现：

char* strtok (char* str, const char* delim)
{
	// 生成替换字符表
	char table[256] = {0};
    while (*delim != '\0')
    {
        table[*delim] = 1;
        delim++;
    }
	// 使用 static 类型指针保存上一次函数调用时的字符串地址
	static char* pstr = NULL;
	if (str != NULL)
	{
		pstr = str;
	}
	// 保证 pstr 指向以非替换字符为首的子字符串
	while (*pstr != '\0' && table[*pstr] == 1)
	{
		pstr++;
	}	
	// ret 保存返回子字符串的首地址
	char* rst = (*pstr != '\0') ? pstr : NULL;

	while (*pstr != '\0')
	{
        if (table[*pstr] == 1)
        {
            // 切割得到子字符串，且 pstr 最后指向子字符串的下一字符
            *pstr++ = '\0';
            break;
        }
        else
        {
            pstr++;
        }
	}
    
	return rst;
}

strerror(返回错误原因的描述字符串函数)

• 定义：

char *strerror( int errnum );

• 区别:

strerror：从内部数组中搜索错误号 errnum，并返回一个指向错误消息字符串的指针

perror:打印+strerror（直接打印出来）

• 函数演示：

#include <stdio.h> 
#include <string.h> 
int main() 
{ 
    FILE *stream; 
    if ((stream=fopen("crt_fopen.c", "r")) == NULL) //以读取的方式打开文件
    { 
        perror("perror says open failed"); 
        printf("strerror says open failed: %s\n", strerror(errno)); 
    }
    else 
    { 
        printf("open succeeded on input file\n"); 
        fclose(stream); 
    } 
    return 0; 
}

注：通过fopen()函数打开指定的文件，如果打开该文件失败，则fopen()函数的返回值是NULL，此时可以通过perror()函数或者strerror()函数显示错误信息

内存函数介绍

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• 内存函数与字符串函数的区别：

字符串函数：只能对字符串进行操作

内存函数：能够操作任何数据类型（对对象储存的内容进行操作）

memcpy（内存拷贝函数）

• 定义：

void *memcpy( void *dest, const void *src, size_t count //以字节为单位);

• 注意：

1. 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
2. 这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来
3. 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的

• 函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6 };
	int arr2[5] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 16);
	int i = 0;
	int size = sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]);
	for (i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}
//输出结果：1 2 3 4 0

• 模拟实现：

void* my_memcpy(void* des, const void* src, size_t n)
{
	assert(des && src);
	void* ret = des;//记录初始位置
	while (n--)//循环拷贝
	{
		*(char*)des = *(char*)src;
		(char*)des = (char*)des + 1;
		(char*)src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}

memmove（内存移动函数）

• 定义：

void *memmove( void *dest, const void *src, size_t count );

注：memmove函数相比于memcpy函数能够很好的实现重复地址拷贝（如果source和destination有任何的重叠也能达到想要的结果）

• 函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6 };
	int arr2[3] = { 0 };
	memmove(arr1 + 2, arr1, 16);
	int i = 0;
	int size = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);
	for (i = 0; i < size; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	return 0;
}
//输出结果：1 2 1 2 3 4

• 模拟实现：

void* my_memmove(void* des, const void* src, size_t n)
{
	assert(des && src);
	void* ret = des;
	if (des < src)
	{
		//如果目标在源地前面则从前到后拷贝
		while (n--)
		{
			*(char*)des = *(char*)src;
			(char*)des = (char*)des + 1;
			(char*)src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		//目标在源地后面则从后到前拷贝
		while (n--)
		{
			*((char*)des + n) = *((char*)src + n);
		}
	}
	return des;
}

memcmp（内存比较函数）

• 定义:

int memcmp( const void *buf1, const void *buf2, size_t count );

注：比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节

• 函数演示：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int arr2[] = { 1,2,3,4,6 };
	printf("%d ", memcmp(arr1, arr2, 16));
	return 0;
}
//输出结果：0

• 模拟实现：

int my_memcmp(const void* src1, const void* src2, size_t n)
{
	assert(src1 && src2);

	while (--n)
	{
//遇到不同直接退出
		if (*(char*)src1 != *(char*)src2)
		{
			break;
		}
		(char*)src1 = (char*)src1 + 1;
		(char*)src2 = (char*)src2 + 1;
	}
	return *(char*)src1 - *(char*)src2;
}