C语言初阶（四）字符函数和字符串函数

字符分类函数

C语言中有⼀系列的函数是专门做字符分类的，也就是⼀个字符是属于什么类型的字符的

这些函数的使用都需要包含⼀个头文件是 ctype.h

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’字符
isxdigit	十六进制数字，包括所有十进制数字字符，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

通过返回值来说明是否是小写字母，如果是小写字母就返回非0的整数，如果不是小写字母，则返回 0。

字符转换函数

int tolower ( int c ); //将参数传进去的大写字母转小写

int toupper ( int c ); //将参数传进去的小写字目转大写

 1.strlen的使用和模拟实现

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' )

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（ 易错 ）

strlen的使用需要包含头文件

学会strlen函数的模拟实现

1.计数器

size_t my_strlen1(const char* str)
{int count = 0;assert(str != NULL);while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}

2.指针

size_t my_strlen2(const char* str)
{const char* start = str;assert(str != NULL);while (*start != '\0'){start++;}return start - str;
}

3.递归

size_t my_strlen3(const char* str)
{assert(str != NULL);if (*str != '\0'){return 1 + my_strlen3(str + 1);}elsereturn 0;
}

2.strcpy的使用和模拟实现

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

Copies the C string pointed by source into the array pointed by destination, including the terminating null character (and stopping at that point).

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

目标空间必须可修改

strcpy的模拟实现

//1.参数顺序
//2.函数的功能，停⽌条件
//3.assert
//4.const修饰指针
//5.函数返回值
//6.题⽬出⾃《⾼质量C/C++编程》书籍最后的试题部分
char* my_strcpy(char *dest, const char*src)
{ char *ret = dest;assert(dest != NULL);assert(src != NULL);while((*dest++ = *src++)){;}return ret;
}

3.strcat的使用和模拟实现

Appends a copy of the source string to the destination string. The terminating null character in destination is overwritten by the first character of source, and a null-character is included at the end of the new string formed by the concatenation of both in destination.

源字符串必须以 '\0' 结束

目标字符串中也得有 \0 ，否则没办法知道追加从哪里开始

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

模拟实现strcat函数：

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

4.strcmp的使用和模拟实现

This function starts comparing the first character of each string. If they are equal to each other, it continues with the following pairs until the characters differ or until a terminating null-character is reached.

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

那么如何判断两个字符串？

比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的大小

strcmp函数的模拟实现：

int my_strcmp (const char * str1, const char * str2)
{int ret = 0 ;assert(str1 != NULL);assert(str2 != NULL);while(*str1 == *str2){if(*str1 == '\0')return 0;str1++;str2++;}return *str1-*str2;
}

5.strncpy函数的使用

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );

Copies the first num characters of source to destination. If the end of the source C string (which is signaled by a null-character) is found before num characters have been copied, destination is padded with zeros until a total of num characters have been written to it.

拷贝num个字符从源字符串到目标空间

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

6.strncat函数的使用

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );

Appends the first num characters of source to destination, plus a terminating null-character.

将source指向字符串的前num个字符追加到destination指向的字符串末尾，再追加⼀个\0字符

If the length of the C string in source is less than num, only the content up to the terminating null-character is copied.

如果source 指向的字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中到 \0 的内容追加到destination

指向的字符串末尾

/* strncat example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{char str1[20];char str2[20];strcpy (str1,"To be ");strcpy (str2,"or not to be");strncat (str1, str2, 6);printf("%s\n", str1);return 0;
}

7.strncmp函数的使用

int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );

比较str1和str2的前num个字符，如果相等就继续往后比较，最多比较num个字母

如果提前发现不一样，就提前结束，大的字符所在的字符串大于另外⼀个

如果num个字符都相等，就是相等返回0

8.strstr的使用和模拟实现

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

Returns a pointer to the first occurrence of str2 in str1, or a null pointer if str2 is not part of str1.

函数返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置

The matching process does not include the terminating null-characters, but it stops there.

字符串的比较匹配不包含 \0 字符，以 \0 作为结束标志

/* strstr example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{char str[] ="This is a simple string";char * pch;pch = strstr (str,"simple");strncpy (pch,"sample",6);printf("%s\n", str);return 0;
} 

strstr的模拟实现：

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

9.strtok函数的使用

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

sep参数指向一个字符串，定义了用作分隔符的字符集合

第一个参数指定一个字符串，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，被strtok函数切分的字符串一般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

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr[] = "192.168.6.111";char* sep = ".";char* str = NULL;for (str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep)){printf("%s\n", str);}return 0;
}

10.strerror函数的使用

char* strerror ( int errnum );

strerror 函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回来

在不同的系统和C语言标准库的实现中都规定了一些错误码

一般是放在 errno.h 这个头文件中说明的

C语言程序启动的时候就会使用⼀个全局的变量errno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

当我们在使用标准库中的函数的时候发生了某种错误，就会将对应的错误码，存放在errno中

⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是有对应的错误信息的

strerror函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回

#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
//我们打印⼀下0~10这些错误码对应的信息
int main()
{int i = 0;for (i = 0; i <= 10; i++) {printf("%s\n", strerror(i));}return 0;
}

在Windows11+VS2022环境下输出的结果如下：

1	No error
2	Operation not permitted
3	No such file or directory
4	No such process
5	Interrupted function cal
6	l Input/output error
7	No such device or address
8	Arg list too long
9	Exec format error
10	Bad file descriptor
11	No child processes

举例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{FILE * pFile;pFile = fopen ("unexist.ent","r");if (pFile == NULL)printf ("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));return 0;
}

输出：

Error opening file unexist.ent: No such file or directory

也可以了解⼀下 perror 函数，perror函数相当于一次将上述代码中的第9行完成，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，再打印⼀个冒号和⼀个空格，再打印错误信息

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main ()
{FILE * pFile;pFile = fopen ("unexist.ent","r");if (pFile == NULL)perror("Error opening file unexist.ent");return 0;
}

输出：

 Error opening file unexist.ent: No such file or directory