C语言：几种字符串常用的API

字符串的常用操作

C 语言的标准库 <string.h> 提供了很多用于处理字符串的函数。

1. strlen - 计算字符串长度

size_t strlen(const char *str);

• 功能：计算字符串 str 的长度，不包含字符串结束符 '\0'。

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 2.strcpy - 复制字符串

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

• 功能：表示把src所指向的字符串中以src地址开始的前n个字节复制到dest所指的数组中，并返回被复制后的dest。

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char src[] = "Hello";char dest[10];strcpy(dest, src);printf("复制后的字符串: %s\n", dest);return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <assert.h>// 自定义的字符串复制函数
char* myStrcpy(char *des,char *src)
{assert(des!=NULL&&src!=NULL);	//断言char *bak=des;while(*src!='\0'){*des=*src;des++;src++;}*des='\0';return bak;
}char* myStrcpy2(char *des,char *src)
{if(des==NULL||src==NULL){return  NULL;}char *bak=des;while(*src!='\0'){*des++=*src++;}*des='\0';return bak;
}char* myStrcpy3(char *des,char *src)
{if(des==NULL||src==NULL){return  NULL;}char *bak=des;while((*des++=*src++)!='\0');*des='\0';return bak;
}int main(){char str[128]={'\0'};char *p="diqizhangzifuchuan";myStrcpy(str,p);puts(str);return 0;}

代码详细分析

1. myStrcpy 函数

char* myStrcpy(char *des, char *src)
{assert(des!=NULL && src!=NULL);  // 断言char *bak = des;while (*src != '\0') {*des = *src;des++;src++;}*des = '\0';return bak;
}

• 断言检查：使用 assert 函数检查 des 和 src 指针是否为 NULL。如果为 NULL，程序会触发断言错误并终止。
• 复制过程：通过 while 循环逐个字符地将 src 指向的字符串复制到 des 指向的内存中，直到遇到字符串结束符 '\0'。
• 添加结束符：复制完成后，手动在 des 末尾添加字符串结束符 '\0'。
• 返回值：返回指向目标字符串起始位置的指针。

2. myStrcpy2 函数

char* myStrcpy2(char *des, char *src)
{if (des == NULL || src == NULL) {return NULL;}char *bak = des;while (*src != '\0') {*des++ = *src++;}*des = '\0';return bak;
}

• 空指针检查：使用 if 语句检查 des 和 src 指针是否为 NULL，如果是则返回 NULL。
• 复制过程：使用 *des++ = *src++; 语句同时完成字符复制和指针移动。
• 添加结束符：复制完成后，手动在 des 末尾添加字符串结束符 '\0'。
• 返回值：返回指向目标字符串起始位置的指针。

3. myStrcpy3 函数

char* myStrcpy3(char *des, char *src)
{if (des == NULL || src == NULL) {return NULL;}char *bak = des;while ((*des++ = *src++) != '\0');*des = '\0';return bak;
}

• 空指针检查：使用 if 语句检查 des 和 src 指针是否为 NULL，如果是则返回 NULL。
• 复制过程：使用 while ((*des++ = *src++) != '\0'); 语句在一个语句中完成字符复制、指针移动和循环条件判断。
• 添加结束符：由于 while 循环结束时，des 已经指向了字符串结束符的下一个位置，所以需要手动在 des 末尾添加字符串结束符 '\0'。
• 返回值：返回指向目标字符串起始位置的指针。

myStrcpy 函数,myStrcpy2 函数,myStrcpy3 函数 实现功能一样

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 3. strncpy - 复制指定长度的字符串

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

• 功能：将字符串 src 的前 n 个字符复制到 dest 中。如果 src 的长度小于 n，则在 dest 后面填充 '\0' 直到达到 n 个字符；如果 src 的长度大于等于 n，则不会自动添加 '\0'。
• 示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char src[] = "Hello, World!";char dest[5];strncpy(dest, src, 4);dest[4] = '\0'; // 手动添加字符串结束符printf("复制后的字符串: %s\n", dest);return 0;
}

原代码尝试实现一个自定义的 myStrncpy 函数，其功能类似标准库中的 strncpy 函数，用于将源字符串的最多 count 个字符复制到目标字符串中。若源字符串长度小于 count，则用 '\0' 填充目标字符串剩余的空间。

#include <stdio.h>char* myStrncpy(char *des, char *src, int count)
{if (des == NULL || src == NULL) {return NULL;}char *bak = des;// 复制最多 count 个字符while (*src != '\0' && count > 0) {*des = *src;des++;src++;count--;}// 如果 count 还有剩余，填充 '\0'while (count > 0) {*des = '\0';des++;count--;}return bak;
}int main(){char str[128]={'\0'};char *p="diqizhangzifuchuan";myStrncpy(str,p,8);puts(str);return 0;}

原代码逐行分析

#include <stdio.h>char* myStrncpy(char *des, char *src, int count)
{if(des == NULL || src == NULL) {return NULL;}

• 包含 <stdio.h> 头文件，为后续使用输入输出函数（如 puts）做准备。
• 定义 myStrncpy 函数，它接收三个参数：des 是指向目标字符串的指针，src 是指向源字符串的指针，count 表示要复制的最大字符数。
• 首先检查 des 和 src 是否为 NULL，若其中任意一个为 NULL，则函数返回 NULL，避免对空指针进行操作。

    char *bak = des;while(*src != '\0' && count > 0) {*des++ = *src++;count--;}

• 创建一个临时指针 bak 并初始化为 des，用于保存目标字符串的起始地址，方便后续返回。
• 使用 while 循环进行字符复制操作，条件是源字符串未结束（*src != '\0'）且还未达到要复制的最大字符数（count > 0）。在循环中，将源字符串当前字符复制到目标字符串当前位置，然后两个指针都向后移动一位，同时 count 减 1。

    if(count > 0) {while(count > 0) {count--;*des = '\0';}return des;}

• 当 while 循环结束后，检查 count 是否大于 0。若大于 0，说明源字符串已经复制完，但还未达到要复制的最大字符数，此时需要用 '\0' 填充目标字符串剩余的空间。
• 然而，原代码在这里存在逻辑错误。内层 while 循环将剩余的 count 个位置填充为 '\0' 后，返回的是 des 指针，而 des 此时已经指向填充完 '\0' 后的位置，并非目标字符串的起始位置，这会导致调用者无法正确获取复制后的字符串。

    *des = '\0';return bak;
}

• 若 count 为 0，说明已经复制了 count 个字符，此时在目标字符串末尾添加 '\0' 作为字符串结束符，然后返回 bak 指针，即目标字符串的起始位置。

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 4. strcat - 连接字符串

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

• 功能：把src所指向的字符串（包括“\0”）复制到dest所指向的字符串后面（删除*dest原来末尾的“\0”）。要保证*dest足够长，以容纳被复制进来的*src。*src中原有的字符不变。返回指向dest的指针。
• 示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char dest[20] = "Hello";char src[] = ", World!";strcat(dest, src);printf("连接后的字符串: %s\n", dest);return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char* myStrcat(char *des,char *src)
{assert(des!=NULL&&src!=NULL);//linux下的ANSI c的函数库char *bak=des;while(*des!='\0'){des++;		}while((*des++=*src++)!='\0'){*des='\0';return bak;}
}char* myStrcat2(char *des,char *src)
{char *bak=des;strcpy(des+strlen(des),src);//GNU C return bak;}
}char* myStrcat3(char *des,char *src)
{assert(des!=NULL&&src!=NULL);//OpenBSD char *bak=des;for(;*des!='\0';des++);while((*des++=*src++)!='\0'){*des='\0';return bak;}
}int main()
{char str[128]="staacthhhhh";char *p="handsome";myStrcat3(str,p);puts(str);return 0;
}

 代码分析

myStrcat 函数

char* myStrcat(char *des, char *src)
{assert(des!=NULL && src!=NULL);  // linux下的ANSI c的函数库char *bak = des;while (*des != '\0') {des++;}while ((*des++ = *src++) != '\0') {*des = '\0';return bak;}
}

• 功能：尝试将源字符串 src 拼接到目标字符串 des 的末尾。
• 参数：des 是目标字符串的指针，src 是源字符串的指针。
• 代码流程：
  1. assert(des!=NULL && src!=NULL);：使用断言检查 des 和 src 指针是否为 NULL，若为 NULL 则程序终止。
  2. char *bak = des;：保存目标字符串的起始地址，方便最后返回。
  3. while (*des != '\0') { des++; }：将指针 des 移动到目标字符串的末尾。
  4. while ((*des++ = *src++) != '\0')：把源字符串的字符逐个复制到目标字符串末尾。
  5. 问题所在：*des = '\0'; 和 return bak; 语句在循环内部，这会导致只复制源字符串的第一个字符就返回，并且会将该字符后面的位置置为 '\0'，无法完成整个字符串的拼接。

myStrcat2 函数

char* myStrcat2(char *des, char *src)
{char *bak = des;strcpy(des + strlen(des), src);  // GNU C return bak;
}

• 功能：借助标准库函数 strcpy 实现字符串拼接。
• 参数：des 是目标字符串的指针，src 是源字符串的指针。
• 代码流程：
  1. char *bak = des;：保存目标字符串的起始地址。
  2. strcpy(des + strlen(des), src);：先使用 strlen(des) 找到目标字符串的末尾位置，再调用 strcpy 函数将源字符串复制到该位置。
  3. return bak;：返回目标字符串的起始地址。。

myStrcat3 函数

char* myStrcat3(char *des, char *src)
{assert(des != NULL && src != NULL);char *bak = des;// 找到目标字符串的末尾for (; *des != '\0'; des++);// 连接源字符串while ((*des++ = *src++) != '\0');return bak;
}

• 功能：将源字符串 src 拼接到目标字符串 des 的末尾。
• 参数：des 是目标字符串的指针，src 是源字符串的指针。
• 代码流程：
  1. assert(des != NULL && src != NULL);：使用断言检查指针是否为 NULL。
  2. char *bak = des;：保存目标字符串的起始地址。
  3. for (; *des != '\0'; des++);：将指针 des 移动到目标字符串的末尾。
  4. while ((*des++ = *src++) != '\0');：逐个字符复制源字符串到目标字符串末尾，直到源字符串结束。
  5. return bak;：返回目标字符串的起始地址。

myStrcpy 函数,myStrcpy2 函数,myStrcpy3 函数 实现功能一样

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 5. strncat - 连接指定长度的字符串

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

• 功能：将字符串 src 的前 n 个字符连接到 dest 的末尾，并自动添加 '\0'。
• 示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char dest[20] = "Hello";char src[] = ", World!";strncat(dest, src, 6);printf("连接后的字符串: %s\n", dest);return 0;
}

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 6. strcmp - 比较字符串

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

• 功能：比较两个字符串 str1 和 str2。如果 str1 小于 str2，返回一个负数；如果 str1 等于 str2，返回 0；如果 str1 大于 str2，返回一个正数。
• 示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str1[] = "apple";char str2[] = "banana";int result = strcmp(str1, str2);if (result < 0) {printf("%s 小于 %s\n", str1, str2);} else if (result == 0) {printf("%s 等于 %s\n", str1, str2);} else {printf("%s 大于 %s\n", str1, str2);}return 0;
}

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 7. strncmp - 比较指定长度的字符串

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

• 功能：比较两个字符串 str1 和 str2 的前 n 个字符。返回值规则与 strcmp 相同。
• 示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str1[] = "apple";char str2[] = "appetizer";int result = strncmp(str1, str2, 3);if (result < 0) {printf("前 3 个字符中，%s 小于 %s\n", str1, str2);} else if (result == 0) {printf("前 3 个字符中，%s 等于 %s\n", str1, str2);} else {printf("前 3 个字符中，%s 大于 %s\n", str1, str2);}return 0;

自定义字符串比较函数 myStrcmp

// 自定义字符串比较函数
int myStrcmp(char *str1, char *str2) {

• 此函数的功能是比较两个字符串 str1 和 str2 的大小，返回一个整数值来表示比较结果。
• 参数 str1 和 str2 是指向字符的指针，分别指向要进行比较的两个字符串。

    // 备份原始指针char *bakStr1 = str1;char *bakStr2 = str2;

• 把 str1 和 str2 的原始指针备份到 bakStr1 和 bakStr2 中。在后续操作里，str1 和 str2 指针会移动，备份原始指针是为了在需要时能够回到字符串的起始位置。不过在这段代码中，备份的指针并没有被实际使用。

    // 逐个字符比较while (*str1 && *str2 && (*str1 == *str2)) {str1++;str2++;}

• 这是一个 while 循环，用于逐个字符地比较 str1 和 str2。
  • *str1 和 *str2 分别表示 str1 和 str2 指针所指向的字符。
  • *str1 && *str2 确保两个字符串都还未结束（即未遇到字符串结束符 '\0'）。
  • (*str1 == *str2) 检查当前字符是否相等。
  • 若以上条件都满足，就将 str1 和 str2 指针向后移动一位，继续比较下一个字符。

    // 根据比较结果返回相应的值if (*str1 < *str2) {return -1;} else if (*str1 > *str2) {return 1;} else {return 0;}

• 当 while 循环结束后，就根据当前 str1 和 str2 指针所指向的字符的大小关系来返回相应的值：
  • 若 *str1 < *str2，表明 str1 小于 str2，返回 -1。
  • 若 *str1 > *str2，表明 str1 大于 str2，返回 1。
  • 若 *str1 等于 *str2，意味着两个字符串相等或者同时结束，返回 0。

主函数 main

int main() {char *p1 = "chenlichenaa";char *p2 = "chenlichenab";

• 定义两个字符指针 p1 和 p2，分别指向两个字符串常量 "chenlichenaa" 和 "chenlichenab"。

    int ret = myStrcmp(p1, p2);  // 1 0 -1  

• 调用 myStrcmp 函数，将 p1 和 p2 作为参数传入，比较这两个字符串。
• 把比较结果存储在 ret 变量中。

    if (ret == 0) {puts("两个字符串一样");} else if (ret < 0) {puts("第一个字符串小于第二个字符串");} else {puts("第一个字符串大于第二个字符串");}

• 根据 ret 的值输出相应的比较结果信息：
  • 若 ret 等于 0，使用 puts 函数输出 "两个字符串一样"。
  • 若 ret 小于 0，输出 "第一个字符串小于第二个字符串"。
  • 若 ret 大于 0，输出 "第一个字符串大于第二个字符串"。

    printf("RET=%d\n", ret);return 0;
}

• 使用 printf 函数输出比较结果的具体数值。
• return 0; 表示程序正常结束，返回值 0 通常表示程序执行成功。

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 8.strchr 查找子字符

是C 语言标准库 <string.h> 里的一个函数，其主要功能是在指定字符串里查找某个特定字符首次出现的位置。下面从多个方面详细介绍 strchr 函数：

函数原型

char *strchr(const char *str, int c);

参数说明

• str：这是一个指向要被搜索的字符串的指针，类型为 const char *，意味着在函数内部不会对该字符串进行修改。
• c：需要查找的字符，虽然参数类型是 int，但实际上存储的是字符的 ASCII 码值。

返回值

• 若在字符串 str 中找到了字符 c，函数会返回一个指向该字符首次出现位置的指针。
• 若在字符串 str 中未找到字符 c，函数会返回 NULL。

工作原理

strchr 函数会从字符串 str 的起始位置开始，逐个字符进行比较，直至找到字符 c 或者到达字符串的结束符 '\0'。一旦找到字符 c，就会返回指向该字符的指针；若遍历完整个字符串都未找到，就返回 NULL。

示例代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {const char *str = "Hello, World!";char target = 'o';char *result = strchr(str, target);if (result != NULL) {printf("字符 '%c' 首次出现在字符串中的位置是: %ld\n", target, result - str);} else {printf("未在字符串中找到字符 '%c'\n", target);}return 0;
}

代码解释

1. 定义字符串和目标字符：

const char *str = "Hello, World!";
char target = 'o';

这里定义了一个字符串 str 和要查找的目标字符 target。

1. 调用 strchr 函数：

char *result = strchr(str, target);

调用 strchr 函数在字符串 str 中查找字符 target，并将返回的指针存储在 result 中。

1. 处理返回结果：

if (result != NULL) {printf("字符 '%c' 首次出现在字符串中的位置是: %ld\n", target, result - str);
} else {printf("未在字符串中找到字符 '%c'\n", target);
}

• 若 result 不为 NULL，说明找到了目标字符，通过 result - str 计算出目标字符在字符串中的位置（偏移量），并输出结果。
• 若 result 为 NULL，说明未找到目标字符，输出相应的提示信息。

9. strstr - 查找子字符串

• strstr 函数原型

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

  参数说明

• str1：要进行搜索的主字符串，类型为 const char *，表示在函数内部不会修改该字符串。
• str2：要查找的子字符串，同样类型为 const char *。
• 若 str2 是 str1 的子串，函数返回 str2 在 str1 中首次出现的地址。
• 若 str2 不是 str1 的子串，函数返回 NULL。

返回值

• 若 str2 是 str1 的子串，函数返回 str2 在 str1 中首次出现的地址。
• 若 str2 不是 str1 的子串，函数返回 NULL。

标准库使用示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {const char *str1 = "Hello, World!";const char *str2 = "World";char *result = strstr(str1, str2);if (result != NULL) {printf("子串 '%s' 在主串中首次出现的位置是: %ld\n", str2, result - str1);} else {printf("未在主串中找到子串 '%s'\n", str2);}return 0;
}

运行结果

D:\c语言\第七章字符串>a.exe
子串 'World' 在主串中首次出现的位置是: 7

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

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char haystack[] = "Hello, World!";char needle[] = "World";char *result = strstr(haystack, needle);if (result != NULL) {printf("找到子字符串，位置: %ld\n", result - haystack);} else {printf("未找到子字符串\n");}return 0;
}

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 10.assert-断言

 assert 是一个宏，定义在 <assert.h> 头文件中。它的主要作用是在程序运行时对某个条件进行检查，若条件为假（即条件表达式的值为 0），程序就会终止运行，并输出一条错误信息，其中包含断言失败的文件名、行号以及具体的断言表达式。

语法格式

#include <assert.h>
assert(expression);

• expression：这是一个需要被检查的条件表达式，它可以是任何合法的 C 语言表达式，例如变量比较、函数返回值判断等。

工作原理

• 当程序执行到 assert 语句时，会先计算 expression 的值：

• 若 expression 的值为真（非 0），assert 语句不会产生任何影响，程序会继续正常执行后续代码。
• 若 expression 的值为假（0），assert 会输出错误信息，并且调用 abort() 函数终止程序的运行。

示例代码

#include <stdio.h>
#include <assert.h>// 一个简单的除法函数
int divide(int a, int b) {// 使用 assert 检查除数是否为 0assert(b != 0);return a / b;
}int main() {int result;// 正常情况，除数不为 0result = divide(10, 2);printf("10 / 2 = %d\n", result);// 异常情况，除数为 0result = divide(10, 0);printf("这行代码不会被执行\n");return 0;
}

代码解释

• 在 divide 函数中，使用 assert(b != 0); 来检查除数 b 是否为 0。
• 当调用 divide(10, 2) 时，b 的值为 2，条件 b != 0 为真，assert 不会产生任何影响，程序会继续执行并输出结果。
• 当调用 divide(10, 0) 时，b 的值为 0，条件 b != 0 为假，assert 会输出错误信息，并且终止程序的运行，所以 printf("这行代码不会被执行\n"); 不会被执行。

11.strtok -字符串分割

是 C 语言标准库 <string.h> 中一个非常实用的函数，用于将字符串按照指定的分隔符进行分割。下面将从函数原型、功能、使用示例、注意事项等方面详细介绍 strtok 函数。

函数原型

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

参数解释

• str：指向要被分割的字符串的指针。在第一次调用 strtok 时，需要传入要分割的字符串；后续调用时，应传入 NULL，表示继续对之前的字符串进行分割操作。需要注意的是，strtok 函数会修改原字符串，它会将找到的分隔符替换为字符串结束符 '\0'。
• delim：指向包含分隔符字符的字符串的指针。strtok 函数会根据这个字符串中的字符来确定分割位置。例如，如果 delim 为 ",;:"，那么逗号、分号和冒号都会被当作分隔符。

返回值

• 如果找到了下一个标记（子字符串），则返回指向该标记的指针。
• 如果没有更多的标记可找，返回 NULL。

功能描述

strtok 函数会在字符串 str 中搜索由 delim 中指定的分隔符分隔的标记（子字符串）。第一次调用时，它会从 str 的起始位置开始查找，将找到的第一个分隔符替换为 '\0'，并返回指向该标记的指针。后续调用时，传入 NULL 作为第一个参数，strtok 会继续从上次停止的位置开始查找下一个标记，直到字符串结束。

使用示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str[] = "apple,banana;cherry:date";const char delim[] = ",;: ";// 第一次调用 strtok，传入要分割的字符串char *token = strtok(str, delim);// 循环获取分割后的每个子字符串while (token != NULL) {printf("%s\n", token);// 后续调用 strtok 传入 NULLtoken = strtok(NULL, delim);}return 0;
}

运行结果 

D:\c语言\第七章字符串>a.exe
apple
banana
cherry
date

代码解释

1. 定义字符串和分隔符：定义了一个待分割的字符串 str 和包含分隔符的字符串 delim。
2. 第一次调用 strtok：将 str 和 delim 作为参数传入 strtok 函数，它会返回第一个分割后的子字符串（即 "apple"）的指针，并将原字符串中的逗号替换为 '\0'。
3. 循环获取后续子字符串：在 while 循环中，不断调用 strtok 函数，传入 NULL 作为第一个参数，直到 strtok 返回 NULL，表示字符串分割完毕。
4. 输出结果：每次获取到子字符串后，使用 printf 函数将其输出。