C语言笔记(字符串函数,字符函数,内存函数)

embedded/2024/11/14 5:58:08/

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前言

1.字符串函数

1.1.strlen

1.2.strcpy

1.3.strcat

1.4.strcmp

1.5.strncpy

1.6.strncat

1.7.strncmp

1.8.strstr

1.9.strtok

1.10.strerror

2.字符函数

2.1字符分类函数

2.2字符转换函数

3.内存函数

3.1.mencpy

3.2.memmove

3.3.memcmp


前言

             本文重点叙述字符串函数和内存函数,字符函数的使用简单并且较好理解,顺带一提字符函数。内存函数会列举四个 memcpy,menmove,memcmp,memset,重点放在字符串函数中。学习函数基本作用,并模拟函数是如何实现的,可以更好的理解函数。若有错误,请各位批评指正。

1.字符串函数

1.1.strlen

(1)功能:string length  字符串的长度,函数用来计算字符串的长度 。

(2)使用形式: 

size_t strlen ( const char * str );

从接受的参数指向的地址开始寻找到'\0'之间的字符个数。

1.size_t 为无符号整型

2.const char * str  为字符指针,接收参数必须是字符指针

3.字符串中 '\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' )。

4.所测的字符串中没有'\0',返回值可能为随机值

(3)示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[] = "abcdef";//创建字符串char arr2[6] = {'a','b','c','d','e','f'};int ret1= strlen(arr1);int ret2 = strlen(arr2);printf("%d\n", ret1);printf("%d", ret2);return 0;
}

        arr2为错误实例,字符串中没有 '\0',因此输出的是随机值,我输出的是22 。

        arr2数组首元素指针为0xxxDBFEA4,字符在内存中存储是他的ASCLL,占一个字节;在内存中'\0'就是以00表示,每行8个字节,在00字节处停止。

示例2

strlen所求出的值是字符串的长度,不可能是负数,返回类型是无符号整型,size_t

下述例子可以看出strlen返回数据类型数无符号整型。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{if (strlen("abc") - strlen("abcdef") > 0)printf("正数");elseprintf("负数");return 0;
}

(4) 模拟实现

        下述有三钟模拟类型,第一种是增加局部变量加加,第二种使用递归的方式,遇到'\0'后就返回,第三种使用指针减指针得到指针的步长(元素的多少)。

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//普通方式
int my_strlen1(const char* str)
//const修饰的指针所指向的内容不能通过指针来修改
{assert(str);//判断是否为空指针int count = 0;while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}
//递归方式
int my_strlen2(const char* str)
{assert(str);if (*str != '\0')return 1 + my_strlen2(++str);elsereturn 0;
}
//指针-指针
int my_strlen3(const char* str)
{assert(str);char* start = str;while (*str != '\0'){str++;}return str - start;
}int main()
{char arr[] = "abcdef";int ret = my_strlen3(arr);printf("%d", ret);return 0;
}
1.2.strcpy

(1)功能:Copy string,复制字符串,将一个源(source)字符串复制到另一个目标(destination)字符串中。

(2)使用形式:

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

char * destination     目的地的指针;

const char * source 被复制的字符串的指针,字符串的来源;

char*                        函数的返回值为目的地字符串的指针。

注意:

1.源字符串(source)中必须有'\0'的结束标志,复制会将'\0'复制到目标字符串中;

2.函数会识别到源字符串的'\0'结束 ;

3.目标字符串可以修改(常量字符串是不可以被修改的);

4.目标空间要足够,避免非法访问

(3)示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[20] = { 0 };char * p = "abcedf";//常量字符串char arr2[] = "hello world ";strcpy(arr1, arr2);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

输出 hello world

示例2 

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[20] = { 0 };char * p = "abcedf";//常量字符串char arr2[] = "hello\0 world ";strcpy(arr1, arr2);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

输出只有hello,因为函数识别到 \0就会停止复制

(4)模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strcpy(char * dest, const char * src)//source简写就是为src
{char * ret = dest;assert(dest && src);//空指针警告while (*dest++ = *src++){;}return ret;
}
int main()
{char  arr1[20] = { 0 };char  arr2[] = "hello world";char * ret = my_strcpy(arr1,arr2); printf("%s\n", arr1);return 0;
}
1.3.strcat

(1)功能:Concatenate strings  文本连接函数,将源字符串追加到目标字符串的后面

(2)使用形式:

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

函数定义中的字符含义同上。

注意事项

1.源字符串和目标字符串必须含有'\0'结束标志。

2.目标字符串空间够容纳源字符串,且可以修改 没有const修饰

(3)示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char  arr1[20] = "hello ";char  arr2[] = "world";strcat(arr1, arr2);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

示例2 自身追加(错误示例)

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char  arr1[20] = "hello ";strcat(arr1, arr1);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

字符串追加自身的时候,会将字符串自身的'\0'替换掉,字符串无法停止复制,函数在找到'\0'处结束。

(4)模拟实现

实现思路 :strcat函数寻找到目标字符串中'\0',然后在此地址开始追加,追加到自身'\0'处结束。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strcat(char * dest, const char * src)
{assert(dest&&src);char * ret = dest;while (*dest != '\0'){dest++;}while (*dest++ = *src++){;}return ret ;
}
int main()
{char  arr1[20] = "hello ";char  arr2[] = "world";char * ret = my_strcat(arr1, arr2);printf("%s\n", ret);return 0;
}
1.4.strcmp

(1)功能:Compare two strings 比较两个字符串的大小,大小比较为ASCLL值的大小。

(2)使用形式:

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

1.第一个字符串大于第二个字符串,则返回大于0的数字;
2.第一个字符串等于第二个字符串,则返回0;
3.第一个字符串小于第二个字符串,则返回小于0的数字。

4.在VS环境下,返回值为 1 0 -1,但是其他编辑器不一定。

(3)示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "abq";int ret1 = strcmp(arr1, arr2);//arr1小于arr2printf("%d\n", ret1);char arr3[] = "aba";int ret2 = strcmp(arr1, arr3);//arr1大于arr3printf("%d\n", ret2);char arr4[] = "abcdef";int ret3 = strcmp(arr1, arr4);//arr1等于arr4printf("%d\n", ret3);return 0;
}

(4)模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp1(char * str1, const char * str2)
{assert(str1&&str2);//一个一个比较while (*str1 == *str2){if (*str1 == '\0')return 0;//相等返回值为0str1++;str2++;}if (*str1 > *str2)//大于返回值大于0return 1;else             //小于返回值小于0return -1;
}
int my_strcmp2(char * str1, const char * str2)
{assert(str1&&str2);//一个一个比较while (*str1 == *str2){if (*str1 == '\0')return 0;//相等返回值为0str1++;str2++;}return str1 - srt2;
}
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "abq";char arr3[] = "aba";char arr4[] = "abcdef";int ret1 = my_strcmp1(arr1, arr3);//arr1小于arr2printf("%d\n", ret1);return 0;
}

上述是长度不受限制的字符串函数,仅仅靠'\0'来限制函数的比较长度,不安全。

下面三个函数是长度受限制的字符串函数,相对前三个函数是比较安全的。

1.5.strncpy

(1)功能:Copy characters from string, 从字符串中复制字符,复制字符串中num个字符的内容。

(2)使用形式:

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

size_t num  ,无符号整型,num为复制字符的个数

注意:

1.拷贝num个字符从源字符串到目标字符串中;
2.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。

3.不会拷贝到'\0',只会按照num的个数来拷贝几个字符。

(3)示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "xxxxxxxxxx";strncpy(arr2, arr1,6);//num等于源字符串长度abcdefxxxx //num小于目标字符串长度 例如5 abcdexxxxx//num大于源字符串长度 10 abcdef,剩余位置会补上'\0',不会输出printf("%s", arr2);return 0;
}

(4)模拟实现

实现的要求

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strncpy(char * dest, const char * src, int num)
{assert(dest&&src);char * ret = dest;//返回值的为字符指针的形式while (num){if (*src == '\0')//当num大于src所有的字符串长度,会将\0复制过去{*dest++ = '\0';}else {*dest++ = *src++;//复制num小于等于字符串的长度}num--;}return ret;
}
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[20];char * ret = my_strncpy(arr2, arr1, 10);printf("%s", arr2);return 0;
}
1.6.strncat

(1)功能:Append characters from string,给字符串附加num个字符。

(2)使用形式:

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

注意:

1.追加num个字符从源字符串到目标字符串中;

2.追加完成后会自动加上'\0';

3.目标空间足够容纳追加的字符串。

(3)示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[20] = "hello ";char arr2[] = "world";strncat(arr1, arr2,6);              printf("%s", arr1);return 0;
}

(4)模拟实现

实现思路;

        1.寻找目标字符的\0位置处

        2.追加字符串;

        3.完成之后追加 \0。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char * my_strncat(char * dest, const char * src, int num)
{char* ret = dest;//寻找追加位置while (*dest != '\0'){dest++;}//此时dest指向的是'\0'的位置//追加while (num){*dest++ = *src++;if (*src == '\0'){num = 0;}}*dest = '\0';}
int main()
{char arr1[20] = "hello ";char arr2[20] = "world";char * ret = my_strncat(arr1, arr2, 7);printf("%s", arr1);return 0;
}
1.7.strncmp

(1)功能:Compare characters of two strings ,比较字符串中指定num个字符大小。

(2)使用形式:

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

需要注意的是比较和strcmp是相同的是一个字符一个字符的比较,

(3)示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "abcqgy";int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);printf("%d\n", ret);return 0;
}

(4)模拟实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
int my_strcmp(char * str1, const char * str2, size_t num)
{assert(str1&&str2);//一个一个比较int i = num;for (i = 0; i < num; i++)//判断大于和小于的{if (*str1++ > *str2++)return 1;else if(*str1++>*str2)return -1;}return 0;//除去大于和小于只有等于了
}
int main()
{char arr1[] = "abcd";char arr2[] = "abc";int ret = strncmp(arr1, arr2, 4);printf("%d\n", ret);return 0;
}
1.8.strstr

(1)功能:Locate substring  查找字符串中的字符位置。

(2)使用形式:

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

    

注意:

1. 在第一个字符串中寻找第二个字符串第一次出现的地址,如果找到返回的是指针(str1出现str2的位置),没有找到返回的就是空指针。

2.没有找到的返回的指针就是空值,NULL (以地址的形式打印出来为00000000);

(3)示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "cd";char * ret = strstr(arr1, arr2);printf("%p", ret);return 0;
}

(4)模拟实现

模拟实现的思路:

1.判断要寻找的字符串是否为空字符串,字符串中仅仅有'\0',返回空指针;

2.情况1: 在 abcdef 寻找 bc;一一比对需要一个循环结构;

3.情况2:在 abbcdef中寻找bc;需要寻找两次,所以需要一个循环循环。  

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>char * my_strstr(const char * str1, const char * str2)
{assert(str1&&str2);if (*str2 == '\0'){return (char*)str1;}const char * s1 = str1;const char * s2 = str2;const char * cp = str1;while (*cp){s1 = cp;s2 = str2;while (*s1 != '\0'&& * s2 != '\0'&& * s1 == *s2){s1++;s2++;}if (*s2 == '\0'){return cp;}cp++;}return NULL; //未找到的时候
}
int main()
{char arr1[] = "abcdef";char arr2[] = "cd";char * ret = my_strstr(arr1, arr2);if (ret == NULL){printf("没有找到");}else{printf("找到了");}return 0;
}
1.9.strtok

(1)功能:Split string into tokens,根标记分割字符串。

(2)使用形式:

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

1.str是被分割的部分,delimiters是分隔符;
2.strtok函数找到str中的分隔符,将其用 \0 结尾,返回一个指向这个分隔符的指针。一次调用只能查找一个分隔符,后面的调用有些特殊请看5.6条。

4.strtok会修改字符串的内容,将分割符号换成'\0',应该创建临时的数据拷贝完成。
5.查找第一个分隔符,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。
6.查找第二个以及后面的分隔符时,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。
7.如果字符串中不存在更多的标记,则返回 NULL 指针。

(3)示例

#include <stdio.h>
#include <string.h >
int main()
{char arr[] = "123$456 789%";char * p = "$ %";char buf[20] = { 0 };strcpy(buf, arr);char * ret = NULL;for (ret = strtok(buf, p); ret != NULL; ret = strtok(NULL, p)){printf("%s\n", ret);}return 0;
}
1.10.strerror

(1)功能:Get pointer to error message string 得到错误信息字符串的指针

(2)使用形式:

1.C语言的函数在运行的时候,如果发生错误,就会将错误存在一个变量中,变量为errno

这个变量是全局变量,当调用库函数出错的时候,将会把错误码赋值给errno;当然不及时的输出,errno也会更新的

2.错误码为一些数字 1 、2、3、4、5,等等,将错误码翻译成错误信息。

3.srerror函数的作用就是根据错误码找到错误信息的首地址,没有输出的功能。                                         

(3)示例1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{printf("%s\n", strerror(0));printf("%s\n", strerror(1));printf("%s\n", strerror(2));printf("%s\n", strerror(3));printf("%s\n", strerror(4));printf("%s\n", strerror(5));return 0;
}

输出结果:

示例2使用范例

fopen函数的使用

FILE * fopen ( const char * filename, const char * mode );

1.第一个参数是打开文件的名称,第二个参数是打开文件的形式;

2.打开文件成功返回有效指针,打开文件失败返回空指针;

#include <stdio.h>
#include <string.h >
#include <errno.h >
int main()
{FILE * pf = fopen("test.txt", "r"); //读取的形式 打开文件test.txt寻找文件的路径可能在本工程文件里面if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));return 1;}////关闭文件fclose(pf);return 0;
}

        1.fopen在未规划寻找路径的前提下,默认为当前工程文件下。

        2.当调用库函数失败的时候,会给errno赋值。

2.字符函数

2.1字符分类函数
函数如果他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
slower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
spunct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
isgraph任何可打印字符,包括图形字符和空白字符

上述均是判断函数,判断为真返回非零数,判断不是返回值为0;

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{int ret = islower('a');printf("%d\n", ret);return 0;
}
2.2字符转换函数
int tolower ( int c );将大写字母转换成小写字母
int toupper ( int c );将小写字母转换成大写字母

字符的存储形式是ASCLL,本质上是int类型,因此上述式子没错。

tolower示例

#include <stdio.h>
int main()
{char arr[] = "I Have An Apple";int i = 0;while (arr[i]){if (isupper(arr[i])){printf("%c", tolower(arr[i]));//把转换的小写字母直接打印出来}else{printf("%c", arr[i]);}i++;}return 0;
}

toupper示例 

#include <stdio.h>
int main()
{char arr[] = "I Have An Apple";int i = 0;while (arr[i]){if (isupper(arr[i])){printf("%c", toupper(arr[i]));//把转换的小写字母直接打印出来}else{printf("%c", arr[i]);}i++;}return 0;
}

3.内存函数

3.1.mencpy

(1)功能:Copy block of memory 拷贝内存函数。

(2)使用形式:

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

注意:

1.函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置;
2.函数不会识别'\0',只会按照第一条执行;

3.void * 指针可以接受任何数据类型的指针,但是此指针无法使用,需要强制转换类型(在模拟实现函数的时候)。

(3)示例

        将arr1中的前20个字节的内容复制到arr2中

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[20];memcpy(arr2, arr1, 20);return 0;
}

(4)模拟实现

        思路:按照字节来复制,将整型指针强制转换成字符指针,字符指针指向的就是一个字节,然后开始赋值。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void * my_memcpy(void * dest, const void * src, size_t num)
{char * dest1 = (char *)dest;char * src1 = (char *)src;while (num){*dest1++ = *src1++;num--;}return dest;
}
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[20] = { 0 };my_memcpy(arr2, arr1, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 20; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}
3.2.memmove

(1)功能:Move block of memory

(2)使用形式:

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

1.和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
2.如果源空间和目标空间出现重叠,就得使用memmove函数处理。

(3)示例

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memmove(arr1 + 2, arr1, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

(4)模拟实现

思路:

1.当dest指针比src指针低的时候如何处理;

2.当dest指针比src指针高的如何处理。(指针比较大小就是地址的高低)

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void * my_memmove(void * dest, const void * src, size_t num)
{char* ds = (char*)dest;//强制转换的字符指针char* sr = (char*)src;void* ret = ds;if (ds >= sr)// dest的指针比src指针高或等于{while (num--){*(ds + num) = *(sr + num);}}else{while (num){*ds++ = *sr++;num--;}}	
}
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };my_memmove(arr1, arr1+2, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}
3.3.memcmp

(1)功能:Compare two blocks of memory,比较内存中的内容的大小。

(2)使用形式:

int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

注意:

1.比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节;

2.当ptr1中的内容大于ptr2中的内容输出大于0值;

   当ptr1中的内容小于ptr2中的内容输出小于0值;

   当ptr1中的内容等于ptr2中的内容输出0.

(3)示例

#include<stdio.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,3,5 };//小端存储  01 00 00 00 03 00 00 00 05 00 00 00int arr2[] = { 2,4,6 }; //         02 00 00 00 04 00 00 00 06 00 00 00int ret = memcmp(arr1, arr2,5);printf("%d", ret);return 0;
}

(4)模拟实现

        和strncmp类似

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int my_memcmp(const void * str1, const void * str2, size_t num)
{char* s1 = (char*)str1;char* s2 = (char*)str2;int i = 0;for (i = 0; i < num; i++){if (*s1 > *s2)return 1;else if (*s1 < *s2)return -1;}return 0;
}int main()
{int arr1[] = { 1,3,5 };//小端存储  01 00 00 00 03 00 00 00 05 00 00 00int arr2[] = { 1,3,5 }; //         02 00 00 00 04 00 00 00 06 00 00 00int ret = my_memcmp(arr1, arr2, 5);printf("%d", ret);return 0;
}

3.4.memset

(1)功能:Fill block of memory,填充内存,设置内存函数

(2)使用形式

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

(3)示例

#include<stdio.h>
#include<string.h>int main()
{char arr[] = "hello word";memset(arr, 'x', 5);printf("%s\n", arr);memset(arr + 6, 'x', 4);printf("%s\n", arr);return 0;
}

http://www.ppmy.cn/embedded/136891.html

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【Leecode】Leecode刷题之路第46天之全排列

题目出处 46-全排列-题目出处 题目描述 个人解法 思路&#xff1a; todo代码示例&#xff1a;&#xff08;Java&#xff09; todo复杂度分析 todo官方解法 46-全排列-官方解法 预备知识 回溯法&#xff1a;一种通过探索所有可能的候选解来找出所有的解的算法。如果候选解…