【再识C进阶3(下)】详细地认识字符分类函数，字符转换函数和内存函数

前言

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学习目标：

在上一篇博客中，我们学习了字符串函数，字符串是由字符构成的，那么这篇博客将会为大家讲解字符分类函数，字符转换函数以及内存函数，那么字符就又有了一片新天地。这篇博客还是会很简单的，废话不多说，我们来开始写博客。

学习内容：

通过上面的学习目标，我们可以列出要学习的内容：

字符分类函数
字符转换函数
内存函数

一、字符分类函数

先来看一下全部字符分类函数的大纲，总共有12个，请看下面表格：

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，包括所有的十进制数字，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	小写字母 a~z 或大写字母 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圆形字符（可打印）
isgraph	任何圆形字符
isprint	任何可打印的字符，包括圆形字符和空白字符

1.1 iscntrl字符函数

1.1.1 控制字符的概念（了解一下）

在小编刚听到这个函数时，我在纳闷控制字符是什么？控制字符的概念简单来讲，就是出现于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。

精确来讲，就是在ASCII码中，第0～31号及第127号(共33个)是控制字符或通讯专用字符，如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格)、BEL（振铃）等；通讯专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等。

1.1.2 iscntrl函数的作用

其功能就是检查字符c是否为控制字符，如果是，则返回真（非0的数，有可能是负数），如果不是，则返回假。

1.2 isspace字符函数

其功能是检查字符c是否为空白字符，空白字符的概念在上面表格已经写的很详细了，当然在图中也很清楚。

1.3 isdigit字符函数

这个函数还是用的比较多的，因为其功能是检查字符c是否为十进制数字，十进制数字想必大家都很清楚，所以这个函数还算能用的上（大家还是要重视一下）。

1.4 isxdigit字符函数

这个函数的范围和上面的isdight字符函数差不多，所以小编推断这个函数应该会用的很少，但还是要看一下，有个印象。这个函数的功能是检查字符c是否为十六进制数字，包括所有的十进制数字，小写字母 a~f，大写字母 A~F。

1.5 islower字符函数

这个函数就有点意思，功能是检查字符c是否为小写字母，在一些题目中可能会用到这个函数，这个函数还是要记住为好。

举个例子：

题目：请回答出你所你输入的字符串中小写字母的个数为多少？

代码：
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{int n = 0;scanf("%d", &n);char arr[20];for (int i = 0; i < n; i++){scanf("%c", &arr[i]);}int count = 0;for (int i = 0; i < n; i++){if (islower(arr[i])){count++;}}printf("%d\n", count);return 0;
}

1.6 isupper字符函数

有了检查是否为小写字母的函数，那必然会有检查大写字母的字符函数，同样，我们在网站来看看这个函数吧！这个用法是和上面的字符函数的用法是基本一样的，这里就不在赘述。

1.7 isalpha字符函数

这个函数就是将 islower 字符函数和 isupper 字符函数结合起来，其功能是将检查是否为26个英文字母。个人感觉不是很好用，因为其的范围实在是太大了。

二、字符转换函数

字符转换函数一共有两个，一个是 tolower 字符函数，一个是 toupper 字符函数。这两个字符还是比较重要的，因为在题目的求解中会用到这两个字符函数。我们需要先来了解这两个字符函数的功能之后，我们再来用一个习题进行巩固练习。

2.1 tolower字符函数

2.1.1 函数功能

这个函数将判断所选的字符c是否为大写字母，如果是大写字母的话，将这个字符c转换为小写字母；如果不是大写字母，将不会转换这个字符c。大致工作原理就是利用 islower 字符函数进行判断，然后将这个字符函数进行处理即可。

2.1.2 函数例题

题目：

将一个字符串中的所有大写字母变成对应的小写字母，其它字母不变。例如：对字符串“ABC12! EF”执行函数后输出结果为“abc12! ef”。

代码：

这道题目的代码，我们用两种方式进行解决，一种是运用库函数tolower，一种是不运用这个函数，我们来进行一些区别。
//如果使用库函数， 写的代码
void toUp(char* str)
{int len = strlen(str);for (int i = 0; i < len; i++){if (isupper(*(str + i))){*(str + i) = tolower(*(str + i));}}
}
//如果不用库函数，代码会是什么样子的
void toUp(char* str)
{int len = strlen(str);for (int i = 0; i < len; i++){if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z'){str[i] = str[i] - 32;}}
}

2.2 isupper字符函数

2.2.1 函数功能

这个函数将判断所选的字符c是否为小写字母，如果是小写字母的话，将这个字符c转换为大写字母；如果不是小写字母，将不会转换这个字符c。大致工作原理就是利用 isupper 字符函数进行判断，然后将这个字符函数进行处理即可。

2.2.2 函数例题

题目：

将一个字符串中的所有小写字母变成对应的大写字母，其它字母不变。例如：对字符串“abc12! ef”执行函数后输出结果为“ABC12! EF”。

代码：

这道题目的代码，我们用两种方式进行解决，一种是运用库函数tolower，一种是不运用这个函数，我们来进行一些区别。
//如果使用库函数， 写的代码
void toUp(char* str)
{int len = strlen(str);for (int i = 0; i < len; i++){if (islower(*(str + i))){*(str + i) = toupper(*(str + i));}}
}
//如果不用库函数，代码会是什么样子的
void toUp(char* str)
{int len = strlen(str);for (int i = 0; i < len; i++){if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z'){str[i] = str[i] - 32;}}
}

2.3 最后进行总结一下

在这两个函数中，我们可以看见这两个函数的返回类型和形式参数基本是一样的，但是我们返回的是字符，而不是整形数字，为什么这两个函数的返回类型是 int 呢？

三、内存函数

内存函数就是内存相关的函数，这些函数有4个：memcpy，memmove，memset，memcmp。

如果我们将这种函数和上一篇字符串函数是有点相似的，但是我们已经有了字符串函数进行拷贝了，为什么还要用内存函数进行拷贝呢？大家要把视野放宽一下，在内存中不仅仅只有字符串，还有其他类型的数据需要拷贝！那么我们开始进行学习吧！

3.1 memcpy内存函数

3.1.1 函数功能

这个函数的功能是复制内存块，将从源头指向的位置开始往后的num个字节复制到目标指向的内存块中。乍一看，感觉和strcpy字符函数的功能有点像，但是他们两个还是有不同，请看下面的对比图：

3.1.2 函数使用

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{int arr1[5];int arr2[] = { 0,1,2,3,4 };memcpy(arr1, arr2, 5 * sizeof(int));for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

3.1.3 模拟实现一下memcpy函数

void my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}
}

当看完模拟实现的过程后，我们可以看出在while循环中指针的变化可能不止一种写法，但是其他的写法会在不同的编译器中会出现漏洞。比如说下面的代码在c文件中可以编译过去，而在cpp文件中编译不过去。

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;((char*)dest)++;((char*)src)++;}return dest;
}

3.1.4 有关这个函数的一些问题

在这个函数的开头，小编放了一张图片，在其上面我们有一些文字。小编再来解释一下什么意思？在前面我们学习了qsort函数，是不是与这个函数的思想有点相似呢？

为什么他的类型是 void* 呢？因为在C语言中，这个函数将会拷贝所有内存块中的数据，所以他的类型必须是void*，这样其就能返回任何类型的数据。
为什么 num 的单位是字节呢？因为数据类型中最小的单位是一个字节，如果我们一个字节一个字节的进行拷贝，我们就可以将所有类型的数据进行拷贝，这样的格局就大了。

3.2 memmove内存函数

在前面我们学习了memcpy函数，发现其可以将内存中的数据拷贝到另一个内存中，那么我们现在有一个问题就是：加入一个数组arr，其内容放有1,2,3,4,5,6,7,7,9,10。

如果我们想要将1,2,3,4,5向后移动2格，可不可以用我们自己定义的memcpy函数呢？答案是否定的。我们可以通过调试进行验证。（为什么不用库函数中的memcpy函数，先卖个关子，之后会说）

所以这就引出了这一部分我们要学习的函数——memmove函数，这个函数会将内存块中的数据进行移动，要与memcpy函数区分！接下来，我们来验证一下：

总结：

memcpy函数是用于两个不重叠的内存中，将一个内存中的数据拷贝到另一个内存当中；memmove函数是用于一个重叠的内存中，将这个内存中的一些数据移动位置。

3.2.1 memcpy函数居然也能完成memmove函数的功能？

为什么小编会这样说呢？因为在前言中，小编用的是自己模拟实现的memcpy函数，而用的不是库函数的memcpy函数。如果我们用的是memcpy函数呢？结果是可以实现memmove函数的功能。难道是我们写错了吗，不是，而是VS中的库函数的功能不叫强大~~（太卷了）~~，现在我们来看一下memcpy函数实现功能：

3.2.2 函数功能

这个函数的功能是从source指针指向的位置开始，拷贝num个字节的内存块到destination中，其是能够对本身进行覆盖拷贝的函数，其又同时兼备了 memcpy函数可做的事。

3.2.3 模拟实现一下memmove内存函数

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src)void* ret = dest;if ((char*)dest < (char*)src){while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}}else{while (num--){*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}return ret;
}

3.3 memset函数

memset函数是用来设置内存的，以字节为单位进行设置内存（更适合字符数组）。但要注意这个memset函数的使用场景，因为场景不同，这个memset函数所实现的功能是不同的。

第一个场景：

如果有一个数组arr,其内容是全为0，如果我们想让其的内容变为1，我们应该怎么办呢？我们如果使用memset函数，其结果又是什么呢？

为什么会是这个样子呢？因为memset函数是一个字节一个字节地进行设置，会将每一个字节的内容都设置为1，所以四个字节的数字的值不会是1,。