【C语言篇】字符和字符串以及内存函数的详细介绍与模拟实现(上篇)

文章目录

  • 字符函数
    • 字符输入输出函数
      • 字符输入函数
      • 字符输出函数
    • 字符分类函数
    • 字符转换函数
  • 字符串函数
    • 字符串输入输出函数
      • 字符串输入函数
      • 字符串输出函数
    • strlen函数的使用和模拟实现
    • strcpy函数的使用和模拟实现
    • strcat函数的使用和模拟实现
    • strcmp函数的使用和模拟实现
    • strncpy函数的使用和模拟实现
    • strncat函数的使用和模拟实现
    • strncmp函数的使用
  • 写在最后

字符函数

字符输入输出函数

当然可以用scanfprintf输入输出,这里在之前【C语言篇】scanf和printf万字超详细介绍(基本加拓展用法)已经讲过了,这里就不再赘述,主要介绍只针对字符的函数

字符输入函数

getchar函数是从键盘(缓冲区)读取用户的输入,返回读取的字符对应的ASCII码值。

如果读取失败或者遇到文件末尾返回EOF(-1)

头文件:stdio.h

int getchar ( void );

例子:

#include <stdio.h>
int main()
{// 输入char ch = getchar();return 0;
}

字符输出函数

putcahr功能就是在屏幕上打印字符,返回打印的字符对应的ASCII码值。

如果打印失败返回EOF(-1)

头文件:stdio.h

int putchar ( int character );

例子:

#include<stdio.h>
int main() {char c = 'A'; putchar(c);    //输出字符Aputchar('\n'); //输出换行符putchar('a');  //输出areturn 0;
}

字符分类函数

C语⾔中有⼀系列的函数是专⻔做字符分类的,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

在这里插入图片描述

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似,我们以一个函数举例,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。

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)) c -= 32;i++;}return 0;
}

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 tolower 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;
}

字符串函数

字符串输入输出函数

同样的,也可以用scanfprintf输入输出,并且scanf使用过滤字符方式可以完全替代gets函数,更详细的这里在之前【C语言篇】scanf和printf万字超详细介绍(基本加拓展用法)已经讲过了,这里也就不再赘述

字符串输入函数

gets函数

  • 从标准输入流stdin(一般就是键盘)中读取字符并将它们作为字符串存储到 str 中,直到到达换行符或文件末尾
  • 如果找到换行符,先读走再丢弃,此时就不再读了(如果遇到文件末尾EOF也不会再读)
  • '\0'会自动附加在复制到 str 的字符之后
  • 返回str起始地址,如果什么没读到或者读取错误,返回NULL
char * gets ( char * str );

但是有的时候编译器会给出警告,因为这个参数是相当于一个数组的首地址而不知道这个数组的大小,所以可能造成越界存储。这样的漏洞就可能被人利用,对内存进行修改从而做出破坏行为。>

因为它不安全,在C11以及C++中已经禁止使用了,但是很多编译器为了向下兼容,还是可以用这个函数的。

总的来说,gets函数,这个是一个残次品,平常学校里写C语言的作业考试什么的也是基本能用这个,毕竟方便嘛🤣


字符串输出函数

puts函数

  • *str* 指向的 字符串写入标准输出 , 并附加换行符 ('\n'
  • 该函数从指定的地址 (str) 开始复制,直到到达终止 null 字符 ('\0')。此终止 null 字符不会复制到流中
  • 打印成功返回返回非负整数,失败返回EOF
int puts ( const char * str );

其实就是打印字符串到屏幕上直到遇到'\0',要是没有遇到,就不知道跑哪去了,也是个残次品,但还是那句话主打一个方便👍

除了这两个,还有fgetsfputsgets_s等等更安全的函数,其中一部分在【C语言篇】文件操作(上篇)已经详细介绍了

至于在平常学校C语言课程基本用这两个就够了,又方便也好记,并且编译器都有。

strlen函数的使用和模拟实现

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,是⽆符号的整型( 易错 )
  • strlen的使⽤需要包含头⽂件 string.h

在这里插入图片描述

例:因为是无符号整型,所以结果始终是>=0的

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{const char* str1 = "abcdef";const char* str2 = "bbb";if(strlen(str2)-strlen(str1)>0){printf("str2>str1\n");//执行这句} else{printf("srt1>str2\n");}return 0;
}

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);while(*str){count++;str++;}return count;
}

方式2:

//不能创建临时变量计数器 
int my_strlen(const char * str)
{assert(str);if(*str == '\0')return 0;elsereturn 1+my_strlen(str+1);
}

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;
}

strcpy函数的使用和模拟实现

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' 拷⻉到⽬标空间。
  • 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。
    在这里插入图片描述

strcpy的模拟实现:

  • 定义双指针依次复制即可
//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;
}

strcat函数的使用和模拟实现

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

在这里插入图片描述

  • 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从哪⾥开始。
  • 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。

strcat函数的模拟实现:

  • 就多了一步,先找到dest的'\0'再进行复制
char *my_strcat(char *dest, const char* src)
{char *ret = dest;assert(dest)assert(src);while(*dest){dest++;}while((*dest++ = *src++)){;}return ret;
}

字符串自己给自己追加?

最好是不要这样,如果按上面的实现方法,当字符串自己给自己追加时会出现死循环

在这里插入图片描述
在VS2022上可以这样,说明VS对于其进行了优化,但是这是C语言标准未定义的,所以不是所有编译器都支持,所以还是不要用它来自己给自己追加,而是使用strncat函数,接下来会讲到


strcmp函数的使用和模拟实现

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

在这里插入图片描述

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(str1 != NULL);assert(str2 != NULL);while(*str1 == *str2){if(*str1 == '\0')return 0;str1++;str2++;}return *str1-*str2;
}

在下面介绍的这些库函数就是上面那几个的升级版,多加了一个拷贝或比较字符个数的限制:

strncpy函数的使用和模拟实现

char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 拷⻉num个字符从源字符串到⽬标空间
  • 如果源字符串的⻓度⼩于num,则拷⻉完源字符串之后,在⽬标的后边追加'\0',直到num
    在这里插入图片描述
//strncpy函数模拟实现
// 1、如果目标长>指定长>源长,则将源长全部拷贝到目标长,自动加上’\0’;
//2、指定长 < 源长,则将源长中按照指定的长度拷贝到目标字符串中,不包括’\0’;
//3、若指定长 > 目标长运行错误,例如越界,栈溢出
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char* my_strncpy(char* s1, const char* s2, size_t num)
{assert(s1 && s2);char* tmp = s1;while ((*s1++ = *s2++)&&--num)//把num--放前面,若后面则应用--num 加括号!!//while (num--&&(*s1++ = *s2++))//把num--放前面,若后面则应用--num;return tmp;
}
int main()
{char str1[100] = { "abcdef" };char* str2 = "xxxxx";strncpy(str1, str2, 3);//my_strncpy(str1, str2, 3);printf("%s", str1);return 0;
}

strncat函数的使用和模拟实现

char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
  • 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指向的字符串的⻓度⼩于num的时候,只会将字符串中到 '\0 '的内容追加到destination指向的字符串末尾
    在这里插入图片描述
/* 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;
}

strnact函数模拟实现:

//strncat函数模拟实现
// 1、如果目标长>指定长>源长,则只会将源长直到\0的字符追加到到目标长;
//2、指定长 < 源长,则将源长中按照指定的长度追加到目标字符串中
//3、若指定长 > 目标长运行错误,例如越界,栈溢出
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t num)
{char* ret = dest;while (*dest++);dest--;while ((*dest++ = *src++ )&& --num);//加括号阐明优先级,一定要加!!!!!return ret;
}
int main()
{char str1[100] = { "abcdef" };char* str2 = "xxxxx";my_strncat(str1, str2, 3);printf("%s", str1);return 0;
}
  • 对于字符串自己给自己追加的情况,就可以使用strncat函数

strncmp函数的使用

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

⽐较str1str2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.

在这里插入图片描述

同样的这个也只是增加了一个比较字符个数的限制,就不再赘述了

写在最后

下一讲会介绍到剩下没有讲的的字符串函数和内存函数,敬请期待喔💕


以上就是关于字符和字符串以及内存函数详细介绍(上篇)的内容啦啦,各位大佬有什么问题欢迎在评论区指正,您的支持是我创作的最大动力!❤️

在这里插入图片描述

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