在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了方便操作字符和字符串，C语言标准库中提供了一系列库函数，接下来我们就学习一下这些函数。
目录
- 1. 字符分类函数
- 2.字符转换函数
- 3. strlen的使用和模拟实现
- 4. strcpy的使用和模拟实现
- 5. strcat的使用和模拟实现
- 6. strcmp的使用和模拟实现
- 7. strncpy函数的使用
- 8. strncat函数的使用
- 9. strncmp函数的使用
- 10. strstr的使用和模拟实现
- 11. strtok函数的使用
- 12.strerror函数的使用
1. 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 | 如果它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 |
| isxdigit | 十六进制数字，包括所有十进制数字，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 |
这些函数的使用方法非常类似，我们就讲解⼀个函数的例子，其他的非常类似：
int islower ( int c );
islower 是能够判断参数部分的 c 是否是小写字母的。
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。
练习：
写一个代码，将字符串中的小写字母转大写，其他字符不变。
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
int i = 0;
char str[] = "Test String.\n";
char c;
while (str[i])
{
c = str[i];
if (islower(c))//判断是否是小写字母
c -= 32;
putchar(c);//输出一个字符
i++;
}
return 0;
}
2.字符转换函数
C语言提供了2个字符转换函数：
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⺟转⼤写
上面的代码，我们将小写转大写，是-32完成的效果，有了转换函数，就可以直接使用 toupper 函数。
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main ()
{
int i = 0;
char str[] = "Test String.\n";
char c;
while (str[i])
{
c = str[i];
if (islower(c))
c = toupper(c);
putchar(c);
i++;
}
return 0;
}
3. strlen的使用和模拟实现
库中strlen的参数和返回类型：
size_t strlen ( const char * str );
- 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
strlen的模拟实现：
方式1：
//计数器⽅式
int my_strlen(const char * str)
{
int count = 0;
assert(str);//断言指针不为空指针
while(*str)//当解引用访问的字符不为‘\0’的时候进入循环
{
count++;
str++;//指针指向下一个字符
}
return count;
}
方式2：
//不能创建临时变量计数器（使用递归的方式）
int my_strlen(const char * str)
{
assert(str);//断言指针不为空指针
if(*str == '\0')//递归的终止条件
return 0;
else
return 1+my_strlen(str+1);//每次调用函数都会越来越接近终止条件
}
方式3：
//指针-指针的⽅式
int my_strlen(char *s)
{
assert(str);
char *p = s;
while(*p != ‘\0’ )
p++;
return p-s;//指针与指针相减得到的是指针之间的元素个数
}
4. strcpy的使用和模拟实现
库中strcpy的参数和返回类型：
char* strcpy(char * destination, const char * source )
- 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:
//dest为目标空间的起始地址，src为源字符串起始地址
char *my_strcpy(char *dest, const char*src)
{
char *ret = dest;
assert(dest != NULL);//断言指针不为空指针
assert(src != NULL);
while((*dest++ = *src++))
//由于是后置++，所以先使用没+1之前的值进行解引用和赋值操作
//最后会把'\0'的值也赋过去，虽然表达式结果为假，但是这个过程已经执行了
{
;//当不要进行任何操作的时候，放一个空语句就可以
}
return ret;
}
5. strcat的使用和模拟实现
- 源字符串必须以
'\0'结束。- 目标字符串中也得有
\0，否则没办法知道从哪⾥开始追加。- 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);//断言指针不为空指针
assert(src != NULL);
while(*dest)//先让dest指针指向'\0'
{
dest++;
}
while((*dest++ = *src++))//追加
{
;
}
return ret;
}
6. strcmp的使用和模拟实现
- 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(src != NULL);//断言指针不为空指针
assert(dest != NULL);
while(*str1 == *str2)
{
if(*str1 == '\0')//两字符串相等的情况下，如果不加这条语句，则指针会一直++，就会越界
return 0;
str1++;
str2++;
}
return *str1-*str2;
}
7. strncpy函数的使用
库中strncpy的参数和返回类型：
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num )
- 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。
strncpy的模拟实现：
char* My_strncpy(char* dest,const char* src, int num)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
while (num--)
{
*dest = *src;
dest++;
if (*src=='\0')//当源字符串遍历到'\0'的时候，src指针就不需要移动了
continue;
src++;
}
return ret;
}
int main()
{
char str1[20] = "xxxxxxxxxxxxxx";
char str2[] = "666666";
My_strncpy(str1, str2, 10);
printf(str1);
return 0;
}
在调试起来之后我们可以看到，源字符串(str2)长度为6，小于10，所以拷贝完源字符串之后，又在目标字符串追加了0，直到10个。
8. strncat函数的使用
库中strncat的参数和返回类型：
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num )
- 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- 如果source指向的字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中的
\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;
}
9. strncmp函数的使用
库中strncmp的参数和返回类型：
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num个字符都相等，就是相等返回0，如果提前发现不一样，就提前结束，判断两指针指向的字符大小，大的字符所在的字符串大于另外一个。
strncmp的模拟实现：
int My_strncmp(const char* a1, const char* a2,int num)
{
assert(a1 && a2);//断言指针变量a1,a2,以防指针为空
while (num--)//比较的字符个数
{
while (*a1 == *a2)
{
if (*a1 == '\0')//a1字符串解引用为'\0'的时候，a2也必为'\0'，说明两字符串相等
return 0;
a1++;
a2++;
}
return *a1 - *a2;//走到这里就说明两指针指向的字符不想等，那直接返回差就可以
}
}
int main()
{
char arr1[] = "erd";
char arr2[] = "erdfvj";
if (My_strncmp(arr1, arr2,4) > 0)
printf("arr1>arr2");
else if (My_strncmp(arr1, arr2,4) < 0)
printf("arr1<arr2");
else
printf("arr1=arr2");
return 0;
}
10. strstr的使用和模拟实现
库中strstr的参数和返回类型：
char * strstr ( const char * str1, const char * str2)
- 函数返回字符串str2在字符串str1中第一次出现的位置
- 字符串的比较匹配不包含
\0字符，以\0作为结束标志
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[] = "This is a simple string";
char* pch=strstr(str, "a simple");
printf("%s\n", pch);//打印的就是:a simple string
return 0;
}
strstr的模拟实现：
char * strstr (const char * str1, const char * str2)
{
char *cp = (char *) str1;//用来记录能够与str2中字符相匹配的地址
char *s1, *s2;//创建两指针变量分别遍历str1字符串和str2字符串，比较字符是否相等
if ( *str2=='\0' )
return((char *)str1);
while (*cp)//当指针cp解引用之后不为'\0'时，进入循环
{
s1 = cp;
s2 = (char *) str2;//每次比较完不相等之后，s2就要回归到字符串
的起始地址，这也是为什么要创建s2指针的原因，str2要记录字符串的起始地址
while ( *s1==*s2 && *s1 !='\0' && *s2 !='\0' )
{
s1++;
s2++;
}
//当*s2='\0'时说明已经在str1字符串中找到了str2字符串
//那直接返回str1与str2相匹配的起始地址
if (*s2=='\0')
return cp;
cp++;
}
//走到这里，就说明已经遍历完str1字符串，还是没有找到str2字符串
return(NULL);
}
11. strtok函数的使用
库中strtok的参数和返回类型：
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，它包含了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，所以在使用strtok函数切分的字符串⼀般都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;
}
12.strerror函数的使用
库中strtok的参数和返回类型：
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⾯的变量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，就会讲对应的错误码，存放在errno中，而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：
No error
Operation not permitted
No such file or directory
No such process
Interrupted function call
Input/output error
No such device or address
Arg list too long
Exec format error
Bad file descriptor
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行完成了，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
看完如果对你有帮助的话，别忘了一键三连哟！创作不易，谢谢大家呀！💞
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