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C语言：字符函数和字符串函数—及模拟实现

news 2026/5/11 19:25:53

目录

1. 字符分类函数

2. 字符转换函数

3. 字符串相关函数

3.1 strlen

3.2 strcpy 和 strncpy

3.2.1 strcpy

3.2.2 strncpy

3.3 strcat 和 strncat

3.3.1 strcat

3.3.2 strncat

3.4 strcmp 和 strncmp

3.4.1 strcmp

3.4.2 strncmp

3.5 strstr

3.6 strtok

3.7 strerror

1. 字符分类函数

顾名思义，字符分类函数就是用于分类各种类型的字符，以便于后续操作。以下是一些常见的字符分类函数：

  1. iscntrl（控制字符）
  2. isspace（空白字符，如：空格 ' ' ，换行 '\n'，制表符 '\t'，换页 '\f'，回车 '\r'，垂直制表符 '\v'）
  3. isdigit（十进制数）
  4. isxdigit（十六进制数）
  5. isalpha（大、小写字母）
  6. islower（小写字母）
  7. isupper（大写字母）
  8. isalnum（字母或数字）
  9. ispunct（标点符号，任何不属于字母或数字的图形字符）
  10. isgraph（任何图形字符）
  11. isprint（任何可打印字符，包括图形字符和空白字符）

2. 字符转换函数

在C语言中，除了将小写字母的ASCII码值减去32得到对应大写字母的ASCII码值，我们还可以用以下两个函数实现大小写转换：

int tolower(int a); //大写转小写 int toupper(int b); //小写转大写

需要注意的是，函数的返回值为对应字母的ASCII码值。

3. 字符串相关函数

3.1 strlen

使用前须添加头文件<string.h>

size_t strlen (const char * str);
  1. 用法：统计字符串中 '\0' 之前的字符个数。
  2. 参数：str为需要统计长度的字符串指针。
  3. 返回值：返回str指向的字符串长度，为无符号整数（size_t）。

注意事项：

  1. 字符串必须有结束标志 '\0' 。
  2. strlen统计的是 '\0' 之前的字符个数，包括任何有效字符（如空格），不包括'\0' 。
  3. 返回值size_t类型是无符号的。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr[20] = {"hello world"}; int sz = strlen(arr); printf("%d", sz); return 0; }

* 模拟实现strlen：

  • 方法一：指针位移
int my_strlen(const char * str) { assert(str); int cnt = 0; while(*str) { cnt++; str++; } return cnt; }

  • 方法二：递归

int my_strlen(const char * str) { assert(str); if(*str == '\0') return 0; else { return 1 + my_strlen(str + 1); //可以写前置++str，但不可用后置str++ } }

3.2 strcpy 和 strncpy

3.2.1 strcpy

使用前须添加头文件<string.h>

char * strcpy (char * destination, const char * source);
  1. 用法：可以对指定的字符串进行拷贝存放。
  2. 参数：destination为存放目标处的指针，source为拷贝源头的指针。
  3. 返回值：拷贝完成时返回目标空间的起始地址。

注意事项：

  1. 拷贝源头的字符串必须以 '\0' 作为结束标志。
  2. 拷贝源头字符串的 '\0' 也会一并拷贝。
  3. 目标空间必须足够大，可被修改。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[10] = {"hello"}; char arr2[20] = {0}; strcpy(arr2, arr1); printf("%s", arr2); return 0; }

* 模拟实现strcpy：

char * my_strcpy(char * dst, const char * src) { assert(dst); assert(src); char * dst2 = dst; while(*src != '\0') { *dst = *src; dst++; src++; } //记得在dst末尾补充src所指向的'\0' *dst = *src; return dst2; }

3.2.2 strncpy

使用前须添加头文件<string.h>

char * strncpy(char * destination, const char * source, size_t num);
  1. 用法：可以对指定长度的字符串进行拷贝存放。
  2. 参数：在strcpy的基础上增加了需要拷贝的字节数num。

其余部分与strcpy的用法大致相同，这里不作过多赘述。

与strcpy相比，strncpy指定了拷贝的长度，使得即使拷贝源头没有 '\0' 也可以正常使用，更加安全。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[15] = {"hello worldxx"}; char arr2[20] = {0}; strncpy(arr2, arr1, 11); printf("%s", arr2); return 0; }

3.3 strcat 和 strncat

3.3.1 strcat

使用前须添加头文件<string.h>

char * strcat (char * destination, const char * source);
  1. 用法：将源字符串追加到指定的字符串后。
  2. 参数：destination为追加目标处的指针，source为源头数据的指针。
  3. 返回值：追加完成时返回目标空间的起始地址。

注意事项：

  1. 源字符串必须以 '\0' 结尾，否则会有越界风险。
  2. 目标空间必须也有 '\0' ，否则无法确定追加起点；追加时，源字符串的第一个元素会覆盖追加起点的 '\0' 。
  3. 目标空间必须足够大，可被修改。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[15] = {"hello world"}; char arr2[30] = {"haha "}; strcat(arr2, arr1); printf("%s", arr2); return 0; }

3.3.2 strncat

使用前须添加头文件<string.h>

char * strncat (char * destination, const char * cource, size_t num);
  1. 用法：可以对指定长度的字符串进行追加。
  2. 参数：在strcpy的基础上增加了需要追加的字符数num。
  3. 返回值：追加完成时返回目标空间的起始地址。

注意事项：

  1. 追加结束会自动添加 '\0' ，即使未主动追加 '\0' 。
  2. 如果num超出了源字符串长度则会忽略掉。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr1[15] = {"hello world"}; char arr2[30] = {"haha "}; strncat(arr2, arr1, 5); printf("%s", arr2); return 0; }

3.4 strcmp 和 strncmp

3.4.1 strcmp

使用前须添加头文件<string.h>

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

  1. 用法：比较两个字符串，从两个字符串的第一个字符开始比较，如果两个字符的ASCII码值相等，就比较下一个字符，直至遇到不相等的字符或者字符串结束。

  2. 参数：str1，str2为两个字符串对应的指针。

  3. 返回值：若str1大于str2，返回大于0的整数；若str1等于str2，返回0；若str1小于str2，返回小于0的整数。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char str1[15] = {"hello C"}; char str2[15] = {"hello world"}; int ret = strcmp(str1, str2); printf("%d", ret); //由于C的ASCII码值小于w，所以打印结果为负整数 return 0; }

3.4.2 strncmp

使用前须添加头文件<string.h>

int strncmp (char * str1, char * str2, size_t num);
  1. 用法：比较两个字符串中指定长度的大小。
  2. 参数：在strcmp的基础上增加了num，是比较的字符数。
  3. 返回值：与strcmp的规则相同。

与strcmp相比，strncmp指定了比较的长度，更加灵活、安全。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char str1[15] = {"hello C"}; char str2[15] = {"hello world"}; int ret = strncmp(str1, str2, 5); printf("%d", ret); //由于两个字符串的前5个字符相同，故返回0 return 0; }

3.5 strstr

使用前须添加头文件<string.h>

char * strstr (const char * str1, const char * str2);
  1. 用法：在一个字符串中查找子字符串。
  2. 参数：str1为被查找的字符串指针，str2为需要查找的子字符串指针。
  3. 返回值：若查找成功，则返回第一次出现位置的指针，否则返回NULL。

若要以%s输出返回值的指针，则将会打印 '\0' 之前的所有字符。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char str2[15] = {"hello"}; char str1[15] = {"hello world"}; char * ret = strstr(str1, str2); if(ret != NULL) { printf("%s\n", ret); } else { printf("您所查找的字符串不存在。\n"); } //输出结果为hello world return 0; }

3.6 strtok

使用前须添加头文件<string.h>

char * strtok (char * str, const char * delim);
  1. 用法：根据指定的分割字符delim，将str分割成一个个子字符串，并且原字符串中的分割符会用 '\0' 代替。
  2. 参数：str为需要分割的字符串，delim为指定的分割字符（可连续传入多个字符）。
  3. 返回值：成功时返回当前子字符串的指针，否则返回NULL。
  4. 使用步骤：首次调用需要传入待分割字符和分隔符，后续调用传入NULL和分隔符，当返回NULL时分割完成。

注意事项：

  1. 调用过程中会修改原字符串，可通过拷贝原字符串避免。
  2. 对于连续的分隔符，strtok会一并跳过。
  3. 不可传入空指针作为字符串。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { char arr[] = "hello@.#world@@ni hao C yu.yan."; const char * str = NULL; //置空避免野指针 char cpy[30] = {0}; strcpy(cpy, arr); //将str中的字符串拷贝到cpy中，方便后续对cpy进行切割 const char * sep = "@#. "; //确定切割字符 for(str = strtok(arr, sep); str != NULL; str = strtok(NULL, sep)) { printf("%s\n",str); } return 0; }

值得一提的是，如果子字符串较多，上述for循环的使用方式可以大大减少代码量：

  • 初始化部分对arr进行首次传参；
  • 判断条件部分设置为当str为NULL的时候停止循环；
  • 增量部分将arr的部分用NULL取代，保证了后续调用时传参的准确性。

3.7 strerror

使用前须添加头文件<string.h>

char * strerror (int errnum);
  1. 用法：当库函数调用发生错误时，可以查看错误信息。
  2. 参数：errnum表示错误信息对应的整数，一般使用C语言程序中自带的全局变量errno。
  3. 返回值：错误信息字符串中首字符的地址。

注意事项：

  1. 关于errno：调用时须添加头文件<errno.h>，初始值为0，程序运行过程中若出错，则会更新为错误码。一般有以下几种错误码和对应的错误信息：
  • 0：No error
  • 1：Operation not permitted
  • 2：No such file on dictionary
  • 3：No such process
  • 4：Interrupted function call
  • 5：Input/output error
  • 6：No such divice or address
  • 7：Arg list too long
  • 8：Exec format error
  • 9：Bad file descriptor
  • 10：No child processes

2. strerror仅支持在标准库中的函数出错后进行错误码转换。

3. 更加便捷的方式：perror函数。可以省去引用errno和strerror，直接输出对应的错误信息。返回值为参数部分的字符串，一个冒号加一个空格，错误信息。

使用示例：

#include<stdio.h> #include<string.h> #include<errno.h> int main() { FILE * pfile = NULL; pfile = fopen("unexist.ent","r") //以只读模式打开文件unexist.ent if(pfile == NULL) { printf("错误信息是：%s\n", strerror(errno)); //或者替换为： //perror("错误信息是"); return 1; } return 0; }
http://www.jsqmd.com/news/496809/

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