UC头条：C语言进阶之字符串函数和内存函数的介绍及部分函数的模拟实现

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1.字符串函数介绍

1.1strlen

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获取字符串长度

返回C字符串str的长度。

C字符串的长度由终止空字符确定：C字符串的长度与字符串开头和终止空字符之间的字符数一样长（不包括终止空字符本身）。

这不应与保存字符串的数组的大小混淆。例如：

intmain{charmystr[100]='teststring';printf('%d',strlen(mystr));return0;}

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定义一个大小为100个字符的字符数组，但初始化mystr时使用的C字符串的长度仅为11个字符。因此，当sizeof（mystr）的计算结果为100时，strlen（mystr）返回11。

库中的声明如下：

_Check_return_size_t__cdeclstrlen(_In_z_charconst*_Str);

1.字符串已经'\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’)。

2.参数指向的字符串必须要以'\0’结束。

3.注意函数的返回值为size_t，是无符号的（易错）

1.2strcpy

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复制字符串

将源指向的C字符串复制到目标指向的数组中，包括终止的null字符（并在该点停止）。

为避免溢出，目标指向的数组的大小应足够长，以包含与源相同的C字符串（包括终止空字符），并且不应在内存中与源重叠。

intmain{charstr1[]='Samplestring';charstr2[40];charstr3[40];strcpy(str2,str1);strcpy(str3,'copysuccessful');printf('str1:%s\nstr2:%s\nstr3:%s\n',str1,str2,str3);return0;}

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库中声明如下：

__DEFINE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_FUNC_0_1(char*,__RETURN_POLICY_DST,__EMPTY_DECLSPEC,strcpy,_Out_writes_z_(_String_length_(_Source)+1),char,_Destination,_In_z_charconst*,_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。

1.3strcat

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追加字符串

将源字符串的副本追加到目标字符串。目标中的终止空字符被源的第一个字符覆盖，并且在目标中由两者串联形成的新字符串的末尾包含一个空字符。

目标字符串和源字符串不得重叠。

intmain{charstr[80];strcpy(str,'these');strcat(str,'strings');strcat(str,'are');strcat(str,'concatenated.');puts(str);return0;}

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库中声明如下：

__DEFINE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_FUNC_0_1(char*,__RETURN_POLICY_DST,__EMPTY_DECLSPEC,strcat,_Inout_updates_z_(_String_length_(_Destination)+_String_length_(_Source)+1),char,_Destination,_In_z_charconst*,_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。

1.4strcmp

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比较两个字符串

将C字符串str1与C字符串str2进行比较。

此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续以下对，直到字符不同或达到终止空字符。

此函数执行字符的二进制比较。

返回一个整数值，该值指示字符串之间的关系：

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intmain{charkey[]='apple';charbuffer[80];do{printf('Guessmyfavoritefruit?');fflush(stdout);scanf('%79s',buffer);}while(strcmp(key,buffer)!=0);puts('Correctanswer!');return0;}

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库中声明如下：

_Check_return_int__cdeclstrcmp(_In_z_charconst*_Str1,_In_z_charconst*_Str2);

第一个字符串大于第二个字符串，则返回大于0的数字（vs中为固定值1）

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（vs中为固定值-1）

1.5strncpy

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从字符串中复制字符

将源的第一个字符数复制到目标。如果在复制num个字符之前找到源C字符串的末尾（由null字符表示），则目标将填充零，直到总共写入num个字符为止。

如果源长度超过num，则不会在目标末尾隐式附加空字符。因此，在这种情况下，不应将目标视为以空结尾的C字符串（这样读取它会溢出）。

目标字符串和源字符串不得重叠

intmain{charstr1[]='Tobeornottobe';charstr2[40];charstr3[40];strncpy(str2,str1,sizeof(str2));strncpy(str3,str2,5);str3[5]='\0';puts(str1);puts(str2);puts(str3);return0;}

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库中声明如下：

__DEFINE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_NFUNC_0_2_EX(char*,__RETURN_POLICY_DST,_ACRTIMP,strncpy,strncpy_s,_Out_writes_z_(_Size)char,_Out_writes_(_Count)_Post_maybez_,char,_Destination,_In_reads_or_z_(_Count)charconst*,_Source,_In_size_t,_Count)

1.拷贝num个字符从源字符串到目标空间。

2.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。

1.6strncat

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从字符串追加字符

将源的第一个数字字符追加到目标，外加一个终止空字符。

如果源中C字符串的长度小于num，则仅复制终止空字符之前的内容。

intmain{charstr1[20];charstr2[20];strcpy(str1,'Tobe');strcpy(str2,'ornottobe');strncat(str1,str2,6);puts(str1);return0;}

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库中声明如下：

__DEFINE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_NFUNC_0_2_EX(char*,__RETURN_POLICY_DST,_ACRTIMP,strncat,strncat_s,_Inout_updates_z_(_Size)char,_Inout_updates_z_(_Count),char,_Destination,_In_reads_or_z_(_Count)charconst*,_Source,_In_size_t,_Count)

1.7strncpy

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从字符串中复制字符

将源的第一个字符数复制到目标。如果在复制num个字符之前找到源C字符串的末尾（由null字符表示），则目标将填充零，直到总共写入num个字符为止。

如果源长度超过num，则不会在目标末尾隐式附加空字符。因此，在这种情况下，不应将目标视为以空结尾的C字符串（这样读取它会溢出）。

目标字符串和源字符串不得重叠

intmain{charstr1[]='Tobeornottobe';charstr2[40];charstr3[40];strncpy(str2,str1,sizeof(str2));strncpy(str3,str2,5);str3[5]='\0';puts(str1);puts(str2);puts(str3);return0;}

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库中声明如下：

__DEFINE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_NFUNC_0_2_EX(char*,__RETURN_POLICY_DST,_ACRTIMP,strncpy,strncpy_s,_Out_writes_z_(_Size)char,_Out_writes_(_Count)_Post_maybez_,char,_Destination,_In_reads_or_z_(_Count)charconst*,_Source,_In_size_t,_Count)

1.8strstr

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查找子字符串

返回指向str2中第一次出现的str1的指针，如果str2不是str1的一部分，则返回一个空指针。

匹配过程不包括终止空字符，但它到此为止。

intmain{charstr[]='Thisisasimplestring';char*pch;pch=strstr(str,'simple');puts(pch);if(pch!=NULL)strncpy(pch,'sample',6);puts(str);return0;}

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库中声明如下：

_VCRTIMPchar_CONST_RETURN*__cdeclstrstr(_In_z_charconst*_Str,_In_z_charconst*_SubStr);

1.9strtok

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将字符串拆分为标记

对此函数的一系列调用将str拆分为标记，这些标记是由分隔符中的任何字符分隔的连续字符序列。

在第一次调用时，该函数需要一个C字符串作为str的参数，其第一个字符用作扫描令牌的起始位置。在后续调用中，该函数需要一个空指针，并使用最后一个令牌末尾之后的位置作为扫描的新起始位置。

为了确定标记的开头和结尾，该函数首先从起始位置扫描分隔符中未包含的第一个字符（该字符将成为标记的开头）。然后从令牌的开头开始扫描分隔符中包含的第一个字符，该字符将成为令牌的末尾。如果找到终止空字符，扫描也会停止。

令牌的此结尾将自动替换为空字符，并且令牌的开头由函数返回。

一旦在对strtok的调用中找到str的终止空字符，则对此函数的所有后续调用（以空指针作为第一个参数）都将返回空指针。

找到最后一个令牌的点由要在下一次调用中使用的函数在内部保留（不需要特定的库实现来避免数据争用）。

intmain{charstr[]='-This,asamplestring.';char*pch;printf('Splittingstring\'%s\'intotokens:\n',str);pch=strtok(str,',.-');while(pch!=NULL){printf('%s\n',pch);pch=strtok(NULL,',.-');}return0;}

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库中声明如下：

_Check_return__CRT_INSECURE_DEPRECATE(strtok_s)_ACRTIMPchar*__cdeclstrtok(_Inout_opt_z_char*_String,_In_z_charconst*_Delimiter);

返回值

1.如果找到令牌，则指向令牌开头的指针。

2.否则为空指针。

3.当在正在扫描的字符串中到达字符串的末尾（即空字符）时，始终返回空指针。

1.10strerror

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获取指向错误消息字符串的指针

解释errnum的值，生成一个字符串，其中包含描述错误条件的消息，就像由库的函数设置为errno一样。

返回的指针指向静态分配的字符串，程序不应修改该字符串。对此函数的进一步调用可能会覆盖其内容（不需要特定的库实现来避免数据争用）。

strerror生成的错误字符串可能特定于每个系统和库实现。

intmain{FILE*pFile;pFile=fopen('unexist.ent','r');if(pFile==NULL)printf('Erroropeningfileunexist.ent:%s\n',strerror(errno));return0;}

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我们可以给下面这段代码来看看vs的库中前20个错误信息提示是什么

intmain{for(inti=0;i<20;i++){printf('%d:%s\n',i,strerror(i));}return0;}

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1.11字符分类函数

函数	如果他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a~f，大写字母A~F
islower	小写字母a~z
isupper	大写字母A~Z
isalpha	字母a~z或A~Z

isalnum	字母或者数字，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

字符转换示例：

#include#includeintmain{inti=0;charstr[]='TestString.\n';charc;while(str[i]){c=str[i];if(isupper(c))c=tolower(c);putchar(c);i++;}return0;}

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2.内存函数

2.1memcpy

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复制内存块

将字节数的值从源指向的位置直接复制到目标指向的内存块。

源指针和目标指针指向的对象的基础类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本。

该函数不检查源中的任何终止空字符-它总是准确地复制字节数。

为避免溢出，目标和源参数指向的数组大小应至少为字节数，并且不应重叠

struct{charname[40];intage;}person,person_copy;intmain{charmyname[]='PierredeFermat';/*usingmemcpytocopystring:*/memcpy(person.name,myname,strlen(myname)+1);person.age=46;/*usingmemcpytocopystructure:*/memcpy(&person_copy,&person,sizeof(person));printf('person_copy:%s,%d\n',person_copy.name,person_copy.age);return0;}

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库中声明如下：

void*__cdeclmemcpy(_Out_writes_bytes_all_(_Size)void*_Dst,_In_reads_bytes_(_Size)voidconst*_Src,_In_size_t_Size);

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。

2.2memmove

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移动内存块

将字节数的值从源指向的位置复制到目标指向的内存块。复制就像使用了中间缓冲区一样，允许目标和源重叠。

源指针和目标指针指向的对象的基础类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本。

该函数不检查源中的任何终止空字符-它总是准确地复制字节数。

为避免溢出，目标参数和源参数指向的数组的大小应至少为字节数。

intmain{charstr[]='memmovecanbeveryuseful......';memmove(str+20,str+15,11);puts(str);return0;}

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库中声明如下：

_VCRTIMPvoid*__cdeclmemmove(_Out_writes_bytes_all_opt_(_Size)void*_Dst,_In_reads_bytes_opt_(_Size)voidconst*_Src,_In_size_t_Size);

1.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。

2.如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

2.3memcmp

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比较两个内存块

将ptr1指向的内存块的前num字节数与ptr2指向的第一个字节数进行比较，如果它们都匹配，则返回零，如果不匹配，则返回一个不同于零的值，表示哪个值更大。请注意，与strcmp不同，该函数在找到空字符后不会停止比较。

intmain{charbuffer1[]='DWgaOtP12df0';charbuffer2[]='DWGAOTP12DF0';intn;n=memcmp(buffer1,buffer2,sizeof(buffer1));if(n>0)printf(''%s'isgreaterthan'%s'.\n',buffer1,buffer2);elseif(n<0)printf(''%s'islessthan'%s'.\n',buffer1,buffer2);elseprintf(''%s'isthesameas'%s'.\n',buffer1,buffer2);return0;}

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库中声明如下：

int__cdeclmemcmp(_In_reads_bytes_(_Size)voidconst*_Buf1,_In_reads_bytes_(_Size)voidconst*_Buf2,_In_size_t_Size);

1.比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节

2.返回值

返回一个整数值，该值指示内存块内容之间的关系：

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3.函数的模拟实现

3.1模拟实现strlen

三种方式：

方式1：

//计数器方式intmy_strlen(constchar*str){intcount=0;while(*str){count++;str++;}returncount;}

方式2：

//不能创建临时变量计数器intmy_strlen(constchar*str){if(*str=='\0')return0;elsereturn1+my_strlen(str+1);}

方式3：

//指针-指针的方式intmy_strlen(char*s){char*p=s;while(*p!='\0’)p++;returnp-s;}

3.2模拟实现strcpy

参考代码：

char*my_strcpy(char*dest,constchar*src){char*ret=dest;assert(dest!=NULL);assert(src!=NULL);while((*dest++=*src++)){;}returnret;}

3.3模拟实现strcat

参考代码：

char*my_strcat(char*dest,constchar*src){char*ret=dest;assert(dest!=NULL);assert(src!=NULL);while(*dest){dest++;}while((*dest++=*src++)){;}returnret;}

3.4模拟实现strstr

char*strstr(constchar*str1,constchar*str2){char*cp=(char*)str1;char*s1,*s2;if(!*str2)return((char*)str1);while(*cp){s1=cp;s2=(char*)str2;while(*s1&&*s2&&!(*s1-*s2))s1++,s2++;if(!*s2)return(cp);cp++;}return(NULL);}

3.5模拟实现strcmp

参考代码：

intmy_strcmp(constchar*src,constchar*dest){intret=0;assert(src!=NULL);assert(dest!=NULL);while(!(ret=*(unsignedchar*)src-*(unsignedchar*)dest)&&*dest)++src,++dest;if(ret<0)ret=-1;elseif(ret>0)ret=1;return(ret);}

3.6模拟实现memcpy

参考代码：

void*my_memcpy(void*dst,constvoid*src,size_tcount){void*ret=dst;assert(dst);assert(src);while(count--){*(char*)dst=*(char*)src;dst=(char*)dst+1;src=(char*)src+1;}return(ret);}

3.7模拟实现memmove

参考代码：

void*my_memmove(void*dst,constvoid*src,size_tcount){void*ret=dst;if(dst<=src||(char*)dst>=((char*)src+count)){while(count--){*(char*)dst=*(char*)src;dst=(char*)dst+1;src=(char*)src+1;}}else{dst=(char*)dst+count-1;src=(char*)src+count-1;while(count--){*(char*)dst=*(char*)src;dst=(char*)dst-1;src=(char*)src-1;}}return(ret);}

结语

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