C语言常用的字符串函数（含模拟实现）

在使用C语言编写代码的时候，我们经常会用到一些库函数来实现一些平常难以实现的功能，今天我就为大家来分享一些我经常会用到的库函数，并且也会将他们的用法和部分的模拟实现函数分享给大家~

（文中部分图片来取自strlen - C++ Reference (cplusplus.com)cplusplus.com - The C++ Resources Networkstrlen - C++ Reference (cplusplus.com)，里面涵括了超多的编程知识，大家也可以自行到网站搜一些自己想知道的东西）

一、字符串函数

（以下函数的使用都需要加上头文件 ）

①strlen的使用和模拟实现

strlen的作用是：获取字符串长度，返回C字符串str的长度。

由图我们可以知道：strlen的参数是一个字符指针变量，返回类型为无符号整型size_t。

注：C字符串的长度由终止空字符确定，C字符串的长度等于字符串的开头和终止空字符之间的字符数(不包括终止空字符本身)。

比如我们定义了一个char str[100]，然后为它初始化了11个字符，那么用int num = strlen(str)来获取字符串并输出，就会是这样的情况：

int main()
{
	char str[] = "abcdefghijk";
	int num = strlen(str);
	printf("str的长度是%d", num);
	return 0;
}

因为strlen识别了字符串中终止字符前的所有字符并且将其长度记录了下来，所以能够直接将字符串长度返回。学会了strlen的使用，那么我们来尝试一下模拟实现strlen吧。

strlen的模拟实现：

1.计数器的方法

创建一个整型变量，逐次自增记录字符串长度。

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);//assert断言,需要头文件
	int num = 0;
	while (*str++)
	{
		num++;
	}
	return num;
}
int main()
{
	char str[] = "aaa bbb ccc ddd";
	size_t num = my_strlen(str);
	printf("str的长度是%zd", num);
	return 0;
}

2.指针-指针

指针-指针得到是指针和指针之间的字节个数，通过这个来实现。

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);//assert断言,需要头文件
	const char* num = str;
	while (*++str)
	{
		;
	}
	return str-num;
}
int main()
{
	char str[] = "aaa bbb ccc ddd";
	size_t num = my_strlen(str);
	printf("str的长度是%zd", num);
	return 0;
}

3.递归方法

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);//assert断言,需要头文件
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str+1);
}
int main()
{
	char str[] = "aaa bbb ccc ddd";
	size_t num = my_strlen(str);
	printf("str的长度是%zd", num);
	return 0;
}

②strcpy的使用和模拟实现

strcpy的作用是：将源字符串内容拷贝到目标字符串上。

 源字符串必须以 '\0' 结束，因为需要将源字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间。目标空间必须足够大，确保能存放源字符串。 目标空间必须可修改。

让我们举个例子来看看strcpy的使用方法吧~我们可以看见，此时我们已经把strc字符串中的元素都拷贝到str中了，那如果我们在源字符串的中间插入一个终止字符呢？我们来试试看

从str的变化可以看出\0之后的元素都没有再改变，说明strcpy遇到\0时是会停止拷贝的~

strcpy的模拟实现：

char* my_strcpy(char* str0, const char* str)
{
	assert(str0 && str);
	while (*str0 = *str)
	{
		str0++;
		str++;
	}
	return str0;
}
//简化版：
char* my_strcpy(char* str0, const char* str)
{
	assert(str0 && str);
	while (*str0++ = *str++)
	{
		;
	}
	return str0;
}

③strcat的使用和模拟实现

strcat的作用是：将源字符串中的内容接在目标字符串的后面。

源字符串必须以 '\0' 结束。目标字符串中也需要有 '\0'，否则没办法知道追加从哪里开始。和strcpy一样，目标空间的内存必须足够大，大到能容纳下源字符串的内容，目标空间必须可修改。

int main()
{
	char str[20] = "xxxxxxxxxx";
	char strc[] = "abcdef";
	strcat(str, strc);
	puts(str);
	return 0;
}

打印str我们能看到此时已经将abcdef接在了后面，并且和strcpy一样，遇到\0就会终止。欸？那能不能用字符串自己追加自己呢？让我们来尝试一下。欸，为什么会报错呢，我们明明给了str足够的长度呀，其实是因为：自己追加自己时，会将目标字符串中的\0替换成源字符串的第一个元素，当追加第一个字符完成时，目标str就从“abcdef\0”变成了“abcdefa”，那么当第一次追加结束，想要再进行第二次追加时就会发现此时已经找不到目标字符串中的\0了，所以也就找不到从哪里开始追加，最终会导致程序崩溃。

strcat的模拟实现：

char* my_strcat(char* str, const char* str1)
{
	assert(str && str1);
	char* a = str;
	while (*++str)
	{
		;
	}
	while (*str++ = *str1++)
	{
		;
	}
	return a;
}

④strcmp的使用和模拟实现

strcmp的作用是：比较两个字符串，将C字符串 str1 与C字符组 str2进行比较。

比较方式为：该函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续进行以下配对，直到字符不同或达到终止空字符。此函数执行字符的二进制比较。

若str1小于str2，则返回负整数，即小于0的数。

若str1和str2相等，则返回0。

若str1大于str2，则返回正整数，即大于0的数。

我们还是来通过代码来进一步的了解一下它的作用效果：

#include 
#include 
int main() 
{
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[] = "abcdefg";
	if (strcmp(str1, str2) > 0)
	{
		printf("str1比str2长\n");
	}
	else if (strcmp(str1, str2) < 0)
	{
		printf("str2比str1长\n");
	}
	else
	{
		printf("str1和str2一样长\n");
	}
	return 0;
}

strcmp的模拟实现：

int my_strcmp(const char* str, const char* str1)
{
	assert(str && str1);
	while (*str && *str1)
	{
		if (*str == *str1)
		{
			str++;
			str1++;
		}
		else
			return *str - *str1;
	}
	return *str - *str1;
}

⑤strncpy的使用和模拟实现

上面我们提到的strcpy函数的功能是将源字符串内容拷贝到目标字符串上，但是仅仅做到这个会显得功能过于单一，于是strncpy函数出现了，我们注意到strncpy的参数只比strcpy多了一个size_t类型参数num，它的作用是控制拷贝的长度，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，直到追加num个。

int main()
{
	char str[100] = { 0 };
	char str1[] = "abcdef";
	char* str0 = strncpy(str, str1,4);
	puts(str0);
}

我们测试一下源字符串长度小于num的情况：可以看到，拷贝完源字符串之后，在目标的后边追加0，一直追加了4个。

strncpy的模拟实现：

char* my_strncpy(char* str, const char* str1, size_t num)
{
	char* a = str;
	assert(str && str1);
	while (num && (*str++ = *str1++))
	{
		num--;
	}
	if (num != 0)//如果while循环终止但num不=0,则说明源字符串长度小于num
	{
		for (int i = 0; i < num; i++)
			*str++ = '\0';//将元素变成空字符
		return a;
	}
	else
		return a;
}

注意:while语句中的num必须在前面，因为最后一次需要让num=0先进入while循环，使循环终止，如果num在后面会导致字符串str与str1多交换一个元素才结束循环。

⑥strncat的使用和模拟实现

strncat也是比strcat多了一个size_t的类型参数num，作用是将源字符串的前num个字符追加到目标字符串末尾，再追加一个\0字符。（如果源字符串的长度小于num的时候，只会将字符串中到 \0 的内容追加到目标字符串的末尾）

int main()
{
	char str[20] = "abcdefg";
	char str1[] = "hijklmn";
	char* str0 = strncat(str, str1, 4);
	puts(str0);
	return 0;
}

这就是strncat的大致用法，它比strcat要更具有灵活性和多变性。

strncat的模拟实现：

char* my_strncat(char* str, const char* str1, size_t num)
{
	assert(str && str1);
	char* a = str;
	while (*++str)
	{
		;
	}
	while (num && (*str++ = *str1++))
	{
		num--;
	}
	if (num != 0)
	{
		for (int i = 0; i < num; i++)
			*str++ = '\0';
		return a;
	}
	else
		return a;
}

⑦strncmp的使用和模拟实现

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，如果提前发现不一样，就提前结束，大的字符所在的字符串大于另外一个。如果num个字符都相等，就是相等返回0。

其实用法和strcmp大同小异，只是多了一个可以改变对比的长度的功能，增加了函数的实用性。

int main()
{
	char str1[20] = "abcdez";
	char str2[] = "abcdefg";
	if (strncmp(str1, str2,5) > 0)
	{
		printf("str1比str2长\n");
	}
	else if (strncmp(str1, str2,5) < 0)
	{
		printf("str2比str1长\n");
	}
	else
	{
		printf("str1和str2一样长\n");
	}
	return 0;
}

如果正常比较的话，应该是str1大于str2，但此时我们只比较前五个字符，所以显示的是一样长的。

strncmp的模拟实现：

int my_strncmp(const char* str, const char* str1,size_t num)
{
	assert(str && str1);
	while (num && *str && *str1)
	{
		--num;
		if (*str == *str1)
		{
			str++;
			str1++;
			if (num == 0)
				return 0;
		}
		else
			return *str - *str1;
	}
	return *str - *str1;
}

⑧strstr的使用和模拟实现

strstr的作用是：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。

我们用代码来看一下它如何使用：

int main()
{
	char str0[] = "岂不闻 天无绝人之路?";
	char str1[] = "xxxxxx 岂不闻 天无绝人之路? 只要我想走 路 就在脚下!";
	char* str2 = strstr(str1, str0);
	puts(str2);
	return 0;
}

我们用str2来接收char*指针，而strstr返回的是str0第一次在str1中出现的位置，那么我们再输出str2，就不会在有前面的xxxxxx，而是只会显示"岂不闻 天无绝人之路? 只要我想走 路 就在脚下!"这段话。

strstr的模拟实现：

const char* my_strstr(char* str1, char* str2)
{
	char* s1 = str1;
	char* s2 = str2;
	char* num = str1;
	if (*str2 == '\0')
	{
		return str1;
	}
	while (*num)
	{
		s1 = num;
		s2 = str2;
		while (*s1 != '\0' && *s2 != '\0' && *s1 == *s2)
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if(*s2 == '\0')
		{
			return num;
		}
		num++;
	}
	return NULL;
}

⑨strtok函数的使用

char* strtok(char* str, const char* str1)

• 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，所以被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 中的位置。NULL ，函数将找到str中第一个标记，strtok函数将保存它在字符串

• 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。

strtok的使用：

int main()
{
	char arr[] = "I,Like...You!uuu";
	char* str1 = ",.!";
	char* str = NULL;
	for (str = strtok(arr, str1); str != NULL; str = strtok(NULL, str1))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}

⑩strerror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局的变量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，就会将对应的错误码，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。

使用strerror来打印出0~10这些错误码对应的信息。

比如此时我们想打开一个文件：

int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("helloCCC", "r");
	if (pFile == NULL)
	{
		printf("打开文件失败,因为: %s\n", strerror(errno));
		return 0;
	}
	return 0;
}

如果我们的电脑中没有相应的文件，那么就会报出文件路径错误的提示，方便我们进行查错。

我们再来拓展一个perror函数：它的作用就是能够直接将错误的信息打印出来，它会先将参数部分的字符串打印，然后再打印一个冒号和空格，最后打印错误的信息。

int main()
{
	FILE* pFile;
	pFile = fopen("helloCCC", "r");
	if (pFile == NULL)
	{
		perror("打开文件失败,因为");
		return 0;
	}
	return 0;
}

那么关于我认为比较常用的字符函数以及字符串函数，就给大家分享到这里啦~如果有什么讲解的不清楚或者不正确的地方，还希望各位多多指正！我们下次再见啦ヾ(•ω•`)o