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嵌入式（c语言篇）Day9

news 来源：原创 2025/6/28 11:42:13

嵌入式Day9

C语言字符串标准库函数笔记

一、概述

C语言提供了一系列字符串标准库函数用于处理字符串，使用这些函数需要包含头文件 <string.h>。主要函数包括求字符串长度、字符串复制、字符串拼接和字符串比较等。我们不仅要理解这些函数的行为，还需掌握手动实现的方法。

二、字符串长度计算

2.1 `strlen` 函数

函数声明

size_t strlen(const char *s);

功能：计算字符串 s 的长度，即从首字符到 \0 前的字符数，不包含 \0。
返回值：size_t 类型（无符号整数）。
注意事项
- 参数必须是合法字符串，确保 s 以 \0 结尾，否则会越界访问，导致未定义行为。
- 与 sizeof 区别：strlen(str) 求字符串实际长度（不含 \0）；sizeof(str) 求字符数组总长度（含 \0 或预留空间）。
示例代码

int main() {char str[] = "abcd";        // 长度4，数组大小5（含\0）char str2[10] = "12345";    // 长度5，数组大小10char str3[5] = {'a', '\0', 'c'}; // 长度1（遇\0停止）char str4[4] = "1234";      // 非字符串（无\0），strlen(str4) 为未定义行为printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str));   // 4printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str));   // 5return 0;
}

手动实现方法
- 方法1：遍历计数

size_t my_strlen(const char *s) {size_t len = 0;while (*s) {  // 遇\0终止len++;s++;}return len;
}

方法2：指针移动计数（变种）

size_t my_strlen2(const char *s) {size_t len = 0;while (*s++) {  // 先取值，后移动指针len++;}return len;  // 空字符不计数
}

方法3：指针差值法

size_t my_strlen3(const char *s) {const char *p = s;while (*p) {  // p移动到\0位置p++;}return p - s;  // 指针差值即长度
}

方法4：指针差值变种

size_t my_strlen4(const char *s) {const char *p = s;while (*p++);  // p移动到\0下一个位置return p - s - 1;  // 减去多余的一步移动
}

2.2 `strlen` vs `sizeof` 对比

场景	`strlen(s)`	`sizeof(s)`
`s` 是字符数组名	字符串实际长度（不含 `\0`）	数组总字节数（含 `\0`/预留空间）
`s` 是指针（如函数参数）	字符串长度	指针变量大小（32位4字节，64位8字节）

示例代码

void func(const char *str) {printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str));  // 指针大小（如4字节）
}int main() {char str[] = "Clearlove";  // 长度9，数组大小10（含\0）printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str));  // 9printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str));  // 10func(str);  // 数组名退化为指针，sizeof为4字节return 0;
}

三、字符串复制

3.1 `strcpy` 函数

函数声明

char *strcpy(char *dest, const char *src);

功能：将 src 字符串完整复制到 dest 中（含 \0）。
返回值：dest 指针（用于链式操作）。
注意事项
- 目标数组必须足够大，否则会越界，引发未定义行为（不安全）。
- 源必须是合法字符串，确保 src 以 \0 结尾。
- 支持链式复制，如 strcpy(dest2, strcpy(dest1, src))。
示例代码

int main() {char src[] = "";char dest[100], dest2[100];// 链式复制strcpy(dest2, strcpy(dest, src));  // 等价于两次单独复制puts(dest);  // 输出：puts(dest2); // 输出：return 0;
}

手动实现方法
- 方法1：手动添加 \0

char *my_strcpy(char *dest, const char *src) {char *temp = dest;  // 保存目标指针初始位置while (*src) {      // 复制字符直到\0前*dest++ = *src++;}*dest = '\0';       // 手动添加空字符return temp;
}

方法2：利用循环条件自动复制 \0

char *my_strcpy2(char *dest, const char *src) {char *temp = dest;while (*dest++ = *src++) {  // 先赋值（含\0），后移动指针;  // 循环条件为*src，复制完\0后条件为假，终止循环}return temp;
}

3.2 `strncpy` 函数

函数声明

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);

核心功能：将 src 字符串中最多 n 个字符复制到 dest 字符数组中，可通过限制复制字符数量避免越界，比 strcpy 更安全。
关键注意事项
- n 的取值建议：推荐取值为 sizeof(dest) - 1，为 \0 预留空间，确保 dest 有足够空间存储复制内容及结尾空字符，避免越界。
- 复制行为与字符串完整性
  - 当 n < strlen(src)+1 时，仅复制 n 个字符，dest 不是字符串（无 \0），需手动添加 \0。
  - 当 n = strlen(src)+1 时，完整复制 src（含 \0），dest 是合法字符串。
  - 当 n > strlen(src)+1 时，复制完 src 后，剩余 n - (strlen(src)+1) 个位置填充 \0，确保 dest 是字符串。
- 安全调用惯用法

strncpy(dest, src, sizeof(dest) - 1);  // 限制复制长度
dest[sizeof(dest) - 1] = '\0';          // 手动添加空字符

函数行为详解
| 场景 | 复制行为 | 结果 |
| — | — | — |
| n < strlen(src)+1 | 仅复制前 n 个字符，不包含 \0 | dest 非字符串，需手动补 \0 |
| n = strlen(src)+1 | 完整复制 src（含 \0） | dest 是合法字符串 |
| n > strlen(src)+1 | 复制 src 全部内容后，剩余位置填充 \0 直至达到 n 个字符 | dest 是合法字符串，尾部多 \0 |
示例代码

int main() {char src[] = "hello";       // strlen(src)+1 = 6（含\0）char dest[10];              // sizeof(dest)-1 = 9// 场景1：n < 6（如n=3）strncpy(dest, src, 3);      // 复制"hel"，dest[3]未处理dest[3] = '\0';             // 手动补\0，否则puts(dest)会乱码// 场景2：n = 6strncpy(dest, src, 6);      // 复制"hello\0"，dest是字符串// 场景3：n = 10（>6）strncpy(dest, src, 10);     // 复制"hello\0\0\0\0"（后4位补\0）return 0;
}

手动实现方法
- 版本1：安全处理剩余空间

char *my_strncpy(char *dest, const char *src, size_t n) {char *temp = dest;          // 保存目标数组起始地址size_t i;// 复制src字符，最多n个for (i = 0; i < n && *src; i++) {*dest++ = *src++;}// 填充剩余空间为\0（若n > src长度）if (i < n) {for (; i < n; i++) {*dest++ = '\0';}}return temp;
}

版本2：循环优化

char *my_strncpy2(char *dest, const char *src, size_t n) {char *temp = dest;while (n-- && (*dest++ = *src++)) {// 循环条件：n>0 且 src未到\0// 自动复制\0当src结束时}// 若n>0（src已结束，剩余空间补\0）while (n--) {*dest++ = '\0';}return temp;
}

与 strcpy 的对比
| 特性 | strcpy | strncpy |
| — | — | — |
| 安全性 | 不安全（需手动确保 dest 足够大） | 安全（通过 n 限制复制长度） |
| 空字符处理 | 自动复制 \0 | 仅当 n 足够时复制 \0 |
| 推荐场景 | 确定 dest 空间足够时 | 不确定 dest 大小时 |
常见错误与解决方案
- 错误：未手动补 \0（当 n < src 长度）

char dest[3];
strncpy(dest, "abcde", 3);  // 复制"abc"，无\0
puts(dest);                  // 输出乱码（继续读取后续内存直到遇\0）

解决方案：复制后手动添加 dest[2] = '\0';。

错误：n 取值过大导致越界

char dest[5];
strncpy(dest, "hello", 10); // sizeof(dest)-1=4，正确应为4
// 错误：n=10超过dest可用空间（5-1=4），导致越界

解决方案：始终使用 sizeof(dest)-1 作为 n 的取值。

四、字符串拼接

4.1 `strcat` 函数

函数声明

char *strcat(char *dest, const char *src);

核心功能：将 src 字符串完整追加到 dest 末尾（含 \0），原理是先定位 dest 末尾的 \0，再执行 strcpy(dest末尾, src)。
注意事项
- 参数必须为合法字符串，dest 和 src 均需以 \0 结尾，否则越界访问。
- 目标数组需足够大，需容纳 dest 原有内容 + src 内容 + 1（\0），否则越界导致未定义行为。
- 返回值为 dest 首地址，可用于链式操作（如 strcat(strcat(dest, src1), src2)）。
错误示例

// 错误：dest为指针指向只读字符串，无法修改
char *dest = "hello "; 
strcat(dest, "world!"); // 运行时崩溃（权限错误）// 正确：dest为足够大的字符数组
char dest[20] = "hello "; 
strcat(dest, "world!"); // 结果："hello world!"

手动实现

char *my_strcat(char *dest, const char *src) {char *tmp = dest;// 定位到dest末尾的\0while (*dest) dest++;// 复制src到dest末尾（含\0）while (*dest++ = *src++); return tmp;
}

4.2 `strncat` 函数

函数声明

char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);

核心功能：将 src 中最多 n 个字符追加到 dest 末尾，并自动添加 \0。即使越界，末尾也会补 \0；若 n 大于 src 长度，仅复制 src 全部内容（不含后续补 \0）。
安全取值：推荐 n 值为 sizeof(dest) - strlen(dest) - 1，含义为 dest 总长度 - 已用长度 - 1（预留 \0）。
示例代码

char dest[20] = "hello "; // strlen(dest)=6
strncat(dest, "world!", sizeof(dest)-6-1); // n=13（20-6-1=13）

手动实现

char *my_strncat(char *dest, const char *src, size_t n) {char *tmp = dest;// 定位到dest末尾的\0while (*dest) dest++;// 复制最多n个字符，并手动添加\0while (n-- && *src) {*dest++ = *src++;}*dest = '\0'; // 确保dest以\0结尾return tmp;
}

五、字符串比较

5.1 `strcmp` 函数

函数声明

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

返回值规则
| 返回值 | 含义 | 类比 |
| — | — | — |
| <0 | str1 < str2 | str1 字符编码 < str2 |
| 0 | str1 == str2 | 完全相等 |
| >0 | str1 > str2 | str1 字符编码 > str2 |
比较规则（字典序）
- 逐字符比较，从首字符开始，按ASCII码值比较，直到出现不同字符或 \0。
- 空字符处理：\0 的ASCII码为0，比所有字符小。例如，"abc" < "abd"（第三个字符 c < d）；"abc" < "abcd"（"abc" 提前遇到 \0）。
示例代码

int main() {char str1[] = "apple";char str2[] = "banana";char str3[] = "apple";printf("%d\n", strcmp(str1, str2)); // -1（'a' < 'b'）printf("%d\n", strcmp(str1, str3)); // 0（完全相等）printf("%d\n", strcmp(str2, str1)); // 1（'b' > 'a'）return 0;
}

手动实现

int my_strcmp(const char *s1, const char *s2) {while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2) { // 相同字符继续比较s1++;s2++;}return *s1 - *s2; // 直接返回编码差（自动处理\0情况）
}

六、函数对比表格

函数	功能	关键参数	安全性	结尾处理
`strcat`	拼接字符串	`dest`, `src`	不安全（需手动确保空间）	自动复制 `src` 的 `\0`
`strncat`	限定长度拼接	`dest`, `src`, `n`	安全（通过 `n` 限制）	自动补 `\0`（无论是否越界）
`strcmp`	比较字符串大小/相等	`str1`, `str2`	安全	无（仅比较内容）

七、常见错误与最佳实践

7.1 `strcat` 越界错误

错误代码

char dest[5] = "abc"; // 长度3，数组大小5（含\0）
strcat(dest, "defg"); // 需空间3+4+1=8 >5，越界！

解决方案：使用 strncat 或确保 dest 空间足够大。

7.2 `strcmp` 误用数值比较

错误代码

if (strcmp(str1, str2) == 1) // 错误：返回值可能为任意正数（如2、3等）
if (strcmp(str1, str2) > 0)  // 正确：判断大小关系

最佳实践：仅通过符号（>0、<0、==0）判断，不依赖具体数值。

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编程日记 2025/6/28 11:24:23

【Python3教程】Python3基础篇之输入与输出

博主介绍：✌全网粉丝23W+，CSDN博客专家、Java领域优质创作者，掘金/华为云/阿里云/InfoQ等平台优质作者、专注于Java技术领域✌ 技术范围：SpringBoot、SpringCloud、Vue、SSM、HTML、Nodejs、Python、MySQL、PostgreSQL、大数据、物联网、机器学习等设计与开发。感兴趣的可…...

编程日记 2025/6/27 12:55:15

mysql的一个缺点

最近再移植一个从oracle转mysql的项目，喜提一个报错： You cant specify target table A016 for update in FROM clause 对应的程序代码： public void setCurrent(String setId, String pk, String userId) throws SysException {String[]…...

编程日记 2025/6/28 11:39:03

【C/C++】高阶用法_笔记

1. 模板元编程（TMP）与编译时计算 (1) 类型萃取与 SFINAE 类型萃取（Type Traits）：利用模板特化在编译时推断类型属性。 template<typename T> struct is_pointer { static constexpr bool value false; };templ…...

编程日记 2025/6/24 22:13:34

AMS3xxi激光测距仪安装调试维护详解

一、应用原理介绍如下图，AMS3xxi激光测距发出的激光通过特定反光板返回后，利用“时间飞行法”原理进行距离测量。测量中若遮挡光束传播会导致测距失败，产品报警。二、固定和调节位置说明在安装板上，使用 4 个 M5 螺钉锁 AMS…...

编程日记 2025/6/28 11:14:00

建筑IT数字化突围：建筑设计企业的生存法则重塑

困局：铅笔与键盘的撕裂之痛晨光中的设计院里，总工老张的办公桌上堆叠着三摞图纸：左边是刚收尾的住宅施工图，中间夹着结构专业提资的变更单，右边是甲方连夜发来的方案调整意见。这是他从业28年来的日常，也…...

编程日记 2025/6/27 15:00:38

VTK|类似CloudCompare的比例尺实现2-vtk实现

文章目录实现类头文件实现类源文件调用逻辑关键问题缩放限制问题投影模式项目git链接实现类头文件以下是对你提供的 ScaleBarController.h 头文件添加详细注释后的版本，帮助你更清晰地理解每个成员和方法的用途，尤其是在 VTK 中的作用： #ifndef SCALEBARCONTROLLER_H #de…...

编程日记 2025/6/28 11:28:12

Java高频面试之并发编程-17

volatile 和 synchronized 的区别在 Java 并发编程中，volatile 和 synchronized 是两种常用的同步机制，但它们的适用场景和底层原理有显著差异。以下是两者的详细对比： 1. 核心功能对比特性volatilesynchronized原子性不保证复合操作的原…...

编程日记 2025/6/28 6:35:06

最优化方法Python计算：有约束优化应用——近似线性可分问题支持向量机

二分问题的数据集 { ( x i , y i ) } \{(\boldsymbol{x}_i,y_i)\} {(xi,yi)}， i 1 , 2 , ⋯ , m i1,2,\cdots,m i1,2,⋯,m中，特征数据 { x i } \{\boldsymbol{x}_i\} {xi}未必能被一块超平面按其标签值 y i ∈ { − 1 , 1 } y_i\in\{-1,1\} yi∈…...

编程日记 2025/6/25 19:30:00

Excel中批量对多个结构相同的工作表执行操作，可以使用VBA宏来实现

【系列专栏】：博主结合工作实践输出的，解决实际问题的专栏，朋友们看过来！ 《项目案例分享》《极客DIY开源分享》《嵌入式通用开发实战》《C语言开发基础总结》《从0到1学习嵌入式Linux开发》《QT开发实战》《Android开发实…...

编程日记 2025/6/24 19:18:41

Spring的Validation，这是一套基于注解的权限校验框架

为了保证数据的正确性、完整性，作为一名后端开发工程师，不能仅仅依靠前端来校验数据，还需要对接口请求的参数进行后端的校验。 controller 全局异常处理器在项目中添加一个全局异常处理器，处理校验异常 RestControllerAdvice p…...

编程日记 2025/6/26 1:12:24

鸿蒙OSUniApp 开发的下拉刷新与上拉加载列表#三方框架 #Uniapp

使用 UniApp 开发的下拉刷新与上拉加载列表前言最近在做一个小程序项目时，发现列表的加载体验对用户至关重要。简单的一次性加载全部数据不仅会导致首屏加载缓慢，还可能造成内存占用过大。而分页加载虽然解决了这个问题，但如果没有良好的…...

编程日记 2025/6/27 14:44:47

---------需要命令启动数据库操作------------------- [vastbasedmz-neo4j01 ~]$ vb_ctl start [2025-05-13 09:41:54.515][10224][][vb_ctl]: vb_ctl started,数据目录是 /home/vastbase/data/vastbase [2025-05-13 09:41:54.728][10224][][vb_ctl]: 等待服务端进程启动 ... …...

编程日记 2025/6/22 13:11:31

嵌入式Day9

C语言字符串标准库函数笔记

一、概述

二、字符串长度计算

2.1 strlen 函数

2.2 strlen vs sizeof 对比

三、字符串复制

3.1 strcpy 函数

3.2 strncpy 函数

四、字符串拼接

4.1 strcat 函数

4.2 strncat 函数