【C语言】字符函数和字符串函数

一、字符函数分类

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。

这些函数的使用都需要包含一个头文件是ctype.h

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

int main()
{
	char a = NULL;
	if (iscntrl(a))
	{
		printf("iscntrl：任何控制字符-> 0~31和1127号\n");
	}
	char b = '\n';
	if (isspace(b))
	{
		printf("isspace:空格、换页、换行、回车、制表符\n");
	}
	char c = '20';
	if (isdigit(c))
	{
		printf("isdigit:十进制数字\n");
	}
	char d = 'a';
	if (isxdigit(d))
	{
		printf("isxdigit:十六进制数字\n");
	}
	char e = 'a';
	if (islower(e))
	{
		printf("islower:小写字母\n");
	}
	char f = 'A';
	if (isupper(f))
	{
		printf("isupper:大写字母\n");
	}
	char g = 'bb';
	if (isalpha(g))
	{
		printf("isalpha:字母\n");
	}
	char h = '6';
	if (isalnum(h))
	{
		printf("isalnum:字母或者数字\n");
	}
	char i = ',';
	if (ispunct(i))
	{
		printf("ispunct:表单符号\n");
	}
	char j = '*';
	if (isgraph(j))
	{
		printf("isgraph:任何图形字符\n");
	}
	char k = '☹';
	if (isprint(k))
	{
		printf("isprint:任何可打印字符，包括图形字符和空白字符\n");
	}
	return 0;
}

函数 islower：判断参数部分c是否是1小写字母

int islower（int c）；

 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，将字符串小写字母转为大写，其他字符不变

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char arr[] = "I Am a Student";
	int i = 0;
	while (arr[i])
	{
		if (islower(arr[i]))
		{
			arr[i] = arr[i] - 32;
		}
		i++;
	}
	printf("%s", arr);
    return 0;
}

 二、字符转换函数

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

int toupper(int c);    //将参数闯过去的小写字母转大写

 上面的练习，小写转大写，-32来实现的。选择学习了字符转换函数，可以直接使用  toupper 函数

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
	char str[] = "I Am a Student";
	int i = 0;
	while (str[i])
	{
		if (islower(str[i]))
			str[i] = toupper(str[i]);
		i++;

	}
	printf("%s", str);
    return 0;
}

 三、strlen的实现和模拟实现

size_t  strlen(const char * str);

•  字符串以‘\0’作为结束标志，strlen函数返回的是‘\0’前面出现的字符个数（不包含''\0）
• 参数指向的字符串必须以'\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

 练习：判断以下代码的输出结果

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	const char* str1 = "abcdef";
	const char* str2 = "abc";
	if (strlen(str2)-strlen(str1)>0)
	{
		printf("str1<str2\n");
	}
	else
	{
		printf("str1>str2\n");
	}
}

 输出结果：

 为什么结果是 str1<str2，因为strlen函数的返回值是size_t，无符号整型。所以strlen(str2)-strlen(str1)不会是负数。

 strlen函数的模拟实现：

方法一：指针-指针

#include <stdio.h>
#include <string.h>
size_t my_strlen(const char* p)
{
	//指针-指针
	char* start = p;
	while (*p != '\0')
	{
		p++;
	}
	return p - start;
}
int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen(str);
	printf("%d\n", ret);
}

方法二：计数器

#include <stdio.h>
#include <string.h>

size_t my_strlen(const char* p)
{
	//计数器
	int count = 0;
	while (*p != '\0')
	{
		count++;
		p++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen(str);
	printf("%d\n", ret);
}

方法三：递归

size_t my_strlen(const char* p)
{
	//递归
	if (*p == '\0')
	{
		return 0;
	}
	else
	{
		return 1 + my_strlen(p + 1);
	}
}
int main()
{
	char str[] = "abcdef";
	int ret = my_strlen(str);
	printf("%d\n", ret);
}

 四、strcpy的模拟实现

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

• 从字符串中复制字符：将source(源)的第一个num字符复制到destination(目标)。如果在复制num个字符之前找到source(源) C字符串的结尾（用空字符表示），则destination(目标)将用0填充，直到向其写入总数为num个字符。
• 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。
• 目标空间可修改（char *p = "abc"   这是常量字符串，不可修改）

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
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest);
	assert(src);
	while (*dest++=*src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char str1[] = "hello world";
	char str2[20] = { 0 };
	my_strcpy(str2, str1);
	printf("%s\n", str2);
}

 五、strcat的实现和模拟实现

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

•  连接字符串：将源字符串的副本追加到目标字符串。destination中的计算空字符串为source的第一个字符串覆盖，并在新字符串的末尾包含一个空字符串，由两者在目标中串联而成。
• 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到那里。
• 目标空间必须足够大，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：

//模拟实现strcat函数：
char* my_strcat(char* dest, char* src)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest);
	assert(src);
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char str1[100] = "MY name";
	char str2[100] = " is Lilith";
	my_strcat(str1, str2);
	printf("%s\n", str1);
}

 六、strcmp的使用和模拟实现

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

•  比较两个字符串
• 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。

         第一个字符串大于第二个字符串，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：

//strcmp函数的模拟实现
int my_strcmp(char* str1, char* str2)
{
	int ret = 0;
	assert(str1);
	assert(str2);
	while (*str1 == *str2)
	{
		if (str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}
int main()
{
	char str1[] = "abcd";
	char str2[] = "abc";
	int ret = my_strcmp(str1, str2);
	printf("%d\n", ret);
}

 七、strncpy函数的使用和模拟实现

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

 从字符串中复制字符

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，在目标的后面追加0，直到num个。

strncpy的模拟实现：

//strncpy的模拟实现
char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	assert(dest);
	assert(src);
	char* ret = dest;
	int i = 0;
	while (i < num)
	{
		*dest++ = *src++;
		i++;
	}
	*dest = '\0';
	return ret;
}
int main()
{
	const char str1[] = "Hello World";
	char str2[20] = { 0 };
	my_strncpy(str2, str1, 9);
	printf("%s\n", str2);
}

  八、strncat函数的使用和模拟实现

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

•  将source指向字符串的前num个字符串追加到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，只会将字符串中到\0的内容追加到dstination指向的字符串末尾。

#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;
}

strncat的模拟实现：

//模拟实现strncat
char* my_strncat(char* dest, char* src, size_t num)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest);
	assert(src);
	int i = 0;
	while (*dest)
	{
		dest++;
	}
	while (i < num)
	{
		*dest++ = *src++;
		i++;
	}
	*dest = '\0';
	return ret;
}
int main()
{
	char str1[50] = "My name ";
	char str2[50] = "is Lilith.what's your name?";
	my_strncat(str1, str2, 10);
	printf("%s\n", str1);
}

九、strncmp函数的使用和模拟实现

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大于另外一个。如果num个字符都相等，就是相等返回0。

 strncmp的模拟实现：

//模拟实现strncmp
int my_strncmp(char* str1, char* str2, size_t num)
{
	int ret = 0;
	assert(str1);
	assert(str2);
	int i = 0;
	for (i = 1; i <= num; i++)
	{
		if (*str1 == *str2)
		{
			if (*str1 == '\0' || num==i)
				return 0;
			str1++;
			str2++;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
	if (*str1 > *str2)
		return 1;
	else
		return -1;
}
int main()
{
	char str1[50] = "abcdefg";
	char str2[50] = "abcdefq";
	int ret = my_strncmp(str1, str2, 7);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

 十、strstr的使用和模拟实现

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

•  函数返回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>
#include <assert.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;
}

 运行结果

this is a sample string

strstr模拟实现：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	const char* s1 = NULL;
	const char* s2 = NULL;
	const char* cur = str1;

	if (*str2 == '\0')
		return (char*)str1;

	while (*cur)
	{
		s1 = cur;
		s2 = str2;
		while (*s1!='\0'&& *s2!='\0' && * s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '\0')
			return (char*)cur;
		cur++;
	}
	return NULL;
	
}
int main()
{
	char str1[] = "abbbcdef";
	char str2[20] = "bbcd";
	char* ret = my_strstr(str1, str2);
	printf("%s\n", ret);
}

 十一、strtok函数的使用

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

• sep参数指向的一个字符串，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swp字符串中一个或者多个分隔符分割的标记。
• sstrtok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函数将保持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在位置开始，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;
}

 十二、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库函数的时候发生了某种错误，就会将对于的错误码，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由对于的错误信息的。strerron函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
//打印一下1-10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;
}

输出结果：

 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* pf;
	pf = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pf == 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

了解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* pf;
	pf = fopen("unexist.ent", "r");
	if (pf == NULL)
		perror("Error opening file unexist.ent");
	return 0;
}

 输出：

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