C:字符串函数（续）-学习笔记

LonlyMay

发布于 2024-10-21 21:30:29

870

发布于 2024-10-21 21:30:29

文章被收录于专栏：一位计算机小白的学习日记

前言：

本篇文章将延续上一篇继续介绍字符串函数，希望能够对大家有所帮助！

话不多说，直接上正文

上一篇文章我们将字符串函数分为四类，并介绍了strlen函数

本篇文章小编将会带着大家了解后面三类字符串函数

1、 strcpy与strncpy

1.1 strcpy的使用和模拟

1.1.1 strcpy的使用

strcpy -- string copy 字符串拷贝

这是什么意思呢？

char ch1[] = "Hello,world";
char ch2[20];

比如说你有一个字符串ch1，想要将ch1中的内容拷贝到ch2中，这时候我们就可以使用strcpy函数了

那么这个函数该怎么使用呢？

函数原型：

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

我们来看一下cplusplus上是怎么说明的

也就是说destination是目标空间，sourse是源头

我们将源头里的内容拷贝到目的地中，在结合我们上面举的例子，我们想将ch1中的内容拷贝到ch2中，那么ch1便是源头，ch2便是目标空间。

代码实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char ch1[] = "Hello,world";
	char ch2[20];
	strcpy(ch2,  ch1);
	printf("%s\n", ch2);
	return 0;
}

结果展示：

这便是strcpy的作用，当我们学会了strcpy的使用，我们还需要知道为什么，知其然知其所以然

我们验证一下有没有将\0一同拷贝

	char ch1[] = "Hello";
	char ch2[20] = "*************";//为了方便观察是否拷贝了\0
	strcpy(ch2,  ch1);

从调试过程中我们可以发现 \0 的确是拷贝过来了。

既然strcpy会将源头内容中的\0拷贝过来，那么如果源头不包含\0的话，会有什么结果呢？

char ch1[] = { 'a','b','c'};
char ch2[20] = "*************";//为了方便观察是否拷贝了\0
strcpy(ch2,  ch1);

这里为什么会出现这样的错误呢？就是因为源头内容中不存在\0。没有\0 strcpy拷贝就停不下来，会一直拷贝，直到越界报错。

因此 strcpy函数的使用需要注意几点

源字符串必须以 '\0' 结束。
目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串
目标空间必须可修改

1.1.2 strcpy的模拟实现

当学会strcpy怎么使用后，我们也可以尝试自己写一个函数来模拟一下strcpy

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void my_strcpy(char* ch2, char* ch1)
{
	while (*ch1 != '\0')
	{
		*ch2 = *ch1;
		*ch2++;
		*ch1++;
	}
	*ch2 = *ch1;//如果*ch1 = '\0',ch2 = '\0'
}
int main()
{
	char ch1[] = "hello";
	char ch2[20];
	my_strcpy(ch2,  ch1);
	printf("%s\n", ch2);
	return 0;
}

当ch1不等于 '\0' 的时候，就继续向后寻找，且令ch2 = ch1；当ch1等于 '\0' 的时候，则不再向后寻找，令ch2 = ch1;

void my_strcpy(char* ch2, char* ch1)
{
	while (*ch1 != '\0')
	{
		*ch2 = *ch1;
		*ch2++;
		*ch1++;
	}
	*ch2 = *ch1;//如果*ch1 = '\0',ch2 = '\0'
}

上面那个模拟实现还可以进行一些优化，我们可以再进行简化一下

比如说*ch2++和*ch1++可以与上面的合并一下

*ch2++ = *ch1++;

后置++是用完之后再++，所以和前面的表示是一样的。

前面我们将*ch1 分为是否等于 '\0',这里也可以合并一下

void my_strcpy(char* ch2, char* ch1)
{
	while (*ch2++ = *ch1++ )
	{
		;
	}
}

分析一下：

循环结束是因为\0 的ASCLL值为0，0为假，循环终止。

这样写的好处是既可以赋值，赋完的值还可以用来判断。

还有一个问题，我们使用strcpy函数主要是为了将源头内容拷贝到目标空间中，因此，我们不希望源头被改动，因此，可以使用const修饰一下源头

void my_strcpy(char* ch2, const char* ch1)

这样的话我们就不能够在my_strcpy函数中修改ch1中的内容了，使得程序更加稳定。

关于指针我们最担心的是什么？我们会担心它是不是空指针，因此可以在解引用之前使用assert断言一下。

	assert(ch2 && ch1 );//只要有一个是空指针就会报错

注意，assert使用需要添加头文件<assert.h>

最终版本：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
void my_strcpy(char* ch2, const char* ch1)
{
	assert(ch2 && ch1 );//只要有一个是空指针就会报错
	while (*ch2++ = *ch1++ )
	{
		;
	}
}
int main()
{
	char ch1[] = "hello";
	char ch2[20];
	char* ret = my_strcpy(ch2,ch1);
	printf("%s\n", ret);
	return 0;
}

1.2 strncpy的使用

这个函数和strcpy是不是很相似，它们不仅名字相似，用法也及其相似

他们之间就相差了一个变量，strncpy比strcpy多了一个变量num，那么num这个变量的作用是什么呢？

num的作用

其实它们之间唯一的区别就是strncpy是长度受限制的字符串函数，而strcpy是长度不受限制的字符串函数，也就是说你源头字符串长度不论多少，都会全部给你拷贝到目标空间中；而strncpy则会通过num的值来拷贝源头字符串长度到目标空间。

//我们要拷贝arr1中的前五个元素
char arr1[] = "hello world";
char arr2[30] = { 0 };
strncpy(arr2,arr1,5);
printf("%s ", arr2);

最终打印出来的便是我们想要的前五个字符。

有没有觉得strncpy函数比strcpy函数要灵活一些，使用strncpy函数我们可以根据自己的需求来决定拷贝多少字符，但是使用strcpy函数却只能拷贝全部的字符。

strncpy加上了一个长度的限制使得拷贝变的更加灵活。

char arr1[] = "he";
char arr2[30] = "xxxxxxxxx";
strncpy(arr2,arr1,5);
printf("%s ", arr2);

如果我们源头字符串不足所要拷贝的长度，会怎样呢？

从上图中我们可以看到，如果不满足条件，后面会自动补充上\0。

2、strcat与strncat

2.1 strcat的使用与模拟

2.1.1 strcat的使用

strcat的作用是实现字符串的链接

那么什么是字符串的链接呢？

比如说有一个字符数组arr，内容是"hello",想要在后面追加world，这时候就需要使用strcat函数了

char arr[20] = "hello ";
strcat(arr, "world");

这样我们就可以将world链接到arr中，打印arr，可以看到此时arr的内容变成了 "hello world"

函数原型：

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

cplusplus中对strcat的解释：

这里有两个问题，第一个问题是strcat函数的追加是不是从我们字符串遇到的第一个\0开始追加？

第二个问题是上图中的 '\0' 是原来的函数把 "world" 字符串中的' \0 '追加到arr中的吗？

我们来验证一下

char arr[20] = "hello\0xxxxxxx ";
strcat(arr, "world")

上图就可以解决我们的两个问题了，strcat函数的追加是从我们字符串遇到的第一个\0开始追加

"world" 字符串中的' \0 '也会追加到arr中

因此，我们可以整理一下strcat函数的追加方式： 1.找到目标空间中的第一个'\0'； 2.然后从\0的位置开始追加源头字符串； 3.源头字符串的内容包括\0都会追加到目标空间。

2.1.2 strcat的模拟实现

学会了strcat函数的使用，接下来我们尝试模拟一下；

//dest指目标空间也就是arr;src指源头，也就是所要追加的字符串首字符的地址
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	//1.找目标空间中的\0
	while (*dest != '\0')
		dest++;
	//2.拷贝数据
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr[20] = "hello ";
	my_strcat(arr, "world");
	printf("%s ", arr);
	return 0;
}

提出一个问题，我们能不能用上面自己模拟的my_strcat来实现自己给自己追加的操作？

因此，使用上面自己定义的函数来实现自己给自己追加最终会出现死循环问题。

如果我们使用库里面的strcat函数呢？

当前程序可以，但是呢，没法保证所有程序都可以成功运行，一般我们不会使用这个函数给自己追加。一般自己自己追加都使用 strncat 函数

2.2 strncat的使用

strncat函数与strcat函数的用法也是一样的，都是实现字符串的链接，不过前者会加上链接字符的长度限制。

strncpy用法展示：

char arr[30] = "hello ";
strncat(arr,"liangjing",5 );
printf("%s ", arr);

如果我们要追加的字符串少于所规定的长度呢？

char arr[30] = "hello\0xxxxxx ";
strncat(arr,"lj",5);
printf("%s ", arr);

我们可以发现strncat函数不会和strncpy函数一样，不满足会给你补\0， strncat函数只会把最多追加到目标空间。

3、strcmp与strncmp

3.1 strcmp的使用与模拟

3.1.1 strcmp的使用

strcmp -- string compare -字符串的比较 strcmp函数的作用是比较两个字符串的大小 对应位置上的字符进行比较，按照ASCII值的大小，注意比较的不是字符串的长度。 比如说：

函数原型：

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

我们来看一看这个函数的参数

const char * str1是一个字符指针，const char * str2 也是一个字符指针，该函数将两个指针指向的字符串进行比较，比较后，在通过返回值来告诉我们谁大谁小

这是什么意思呢？如果说str1指向的字符串比str2指向的字符串大，则返回一个大于0的数字，如果相等，返回0，如果str1指向的字符串比str2指向的字符串小，则返回一个小于0的数字。

char arr1[ ] = "abcdef ";
char arr2[ ] = "abc";
int ret = strcmp(arr1, arr2);
printf("%d",ret);

我们来看一下返回值大小：

返回1，也就是说明字符串arr1大于字符串2

我们也可以将这个代码换一种表示，或许会更加直观

int main()
{
	char arr1[ ] = "abcdef ";
	char arr2[ ] = "abc";
	int ret = strcmp(arr1, arr2);
	if (ret > 0)
		printf(">\n");
	else if (ret < 0)
		printf("<\n");
	else
	    printf("=\0");
	return 0;
}

这样使用比较符号可以更加直观。

注意：strcmp函数是通过比较两个字符串对应位置ASCII值的大小来判断两个字符串的大小，而不是通过字符串长度。

3.1.1 strcmp的模拟实现

学会了使用strcmp，我们可以尝试自己来模拟实现该函数

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
		
	}
	if (*str1 > *str2)
		return 1;
	else
		return -1;
}
int main()
{
	char arr1[ ] = "abcdef ";
	char arr2[ ] = "abc";
	int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
	if (ret > 0)
		printf(">\n");
	else if (ret < 0)
		printf("<\n");
	else
	    printf("=\0");
	return 0;
}

3.2 strncmp的使用

与上类似，直接展示用法：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int main()
{
	char arr1[30] = "abcdef ";
	char arr2[30] = "abcmne";
	int ret = strcmp(arr1,arr2,3);
		if (ret > 0)
		printf(">\n");
	else if (ret < 0)
		printf("<\n");
	else
	    printf("=\0");
	return 0;
}

这里的3是指只比较字符串arr1,arr2中前三个字符