柚子快報邀請碼778899分享：c語言 字符串函數(shù)（2）

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目錄

前言1. strlen1.1 strlen函數(shù)的理解和使用1.2 strlen函數(shù)的模擬實現(xiàn)

2. strcpy2.1 strcpy函數(shù)的理解和使用2.2 strcpy函數(shù)的模擬實現(xiàn)

3.strcat3.1 strcat函數(shù)的理解和使用3.2 strcat 函數(shù)的模擬實現(xiàn)

前言

在上一篇文章中，我們對字符分類函數(shù)和字符轉(zhuǎn)換函數(shù)進行了學(xué)習(xí)，部分小伙伴們可能會想字符串函數(shù)在哪里呢？其實是我沒有寫完啦！在本篇文章中，我會對該內(nèi)容進行詳細講解。

1. strlen

1.1 strlen函數(shù)的理解和使用

字符串函數(shù)的使用需要包含頭文件string.h。strlen的返回值的類型是size_t（無符號整型）。strlen函數(shù)是求字符串的長度的。 例如：

工作原理是： 當我們有一個字符串時，里面除了我們沒看到的以外，還存放著\0。我們給strlen函數(shù)傳了數(shù)組名arr。數(shù)組名是數(shù)組首元素的地址，strlen從給定的起始位置開始，向后統(tǒng)計\0之前字符的個數(shù)。 注意： 一定是從起始位置開始，我們現(xiàn)在可以測試一下別的寫法。 arr是數(shù)組名，代表首元素的地址，如果傳arr，則從a開始數(shù)。如果傳arr+1，則跳過一個元素，從b開始數(shù)。 前面我們說過strlen的返回值的類型是size_t類型的，這一部分我們需要加深理解，現(xiàn)在我們舉一個例子進行理解。 按照我們的想法來看，strlen（arr2）和strlen（arr1）的輸出結(jié)果分別為3和6，3減6的值等于-3，應(yīng)該打印<=。但是運行的結(jié)果并不是我們所想，因為strlen的返回值的類型是size_t , size_t類型的值相減也是size_t，此時計算出的-3會被作為一個無符號的整型來處理，此時的-3就沒有了符號位。 在內(nèi)存中存放著-3的補碼，當-3為無符號整型時，最前面的1就不是符號位了，此時就不存在原反補了。計算的結(jié)果將是一個非常大的正數(shù)，所以輸出的結(jié)果是>。我們現(xiàn)在對代碼進行修改。

#include

#include

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[] = "abc";

if (strlen(arr2) > strlen(arr1) )

printf(">\n");

else

printf("<=\n");

return 0;

}

或者：

#include

#include

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[] = "abc";

if ((int)strlen(arr2) - (int)strlen(arr1) > 0)

printf(">\n");

else

printf("<=\n");

return 0;

}

這兩個代碼都能實現(xiàn)我們原來的目的。

1.2 strlen函數(shù)的模擬實現(xiàn)

我們采用遞歸的方式進行實現(xiàn)。 現(xiàn)在我們有一個字符數(shù)組里面存放著abcdef?，F(xiàn)在我們需要寫一個自己的函數(shù)來計算字符串的長度。仿照著strlen把arr傳過去，并讓其返回一個size_t的值，當然int也行，只是字符串的長度不會為負值，選擇size_t比較合適。 函數(shù)的參數(shù)部分需要接受arr（即首元素的地址），我們采用char*類型的str進行接收，同時我們不希望str去改變字符串，使用可以使用const來修飾。 遞歸的思想是大化小，我們把字符串中的第一個字符拿出來，不是\0說明長度至少是1，1加上后面的長度就是總長度，按照這個原理我們不斷的向后拿取，如圖 代碼：

#include

size_t my_strlen(const char* str)

{

if (*str == '\0')

return 0;

else

return 1 + my_strlen(str + 1);

}

int main()

{

char arr[] = "abcdef";

size_t len = my_strlen(arr);

printf("%zd\n", len);

return 0;

}

運行結(jié)果：

現(xiàn)在可能還有部分小伙伴沒有理解，我們可以縮短字符串的長度（改為abc）來理解：

我們要計算abc的長度，此處我們調(diào)用了自己寫的函數(shù)來完成。我們將a的地址傳了過去，給了str，此時str向后就可以看到a b c \0。 剛開始時，* sr 為a，a并不等于\0，我們就走else這條路，然后再對my_strlen進行調(diào)用。第二次調(diào)用時，這里的str指向b，b不等于\0，走else的路線，這里我們還需要對my_strlen進行調(diào)用，第三次調(diào)用時，這里的str指向c，c不等于\0，走else的路線，最后一次調(diào)用my_strlen時，str指向了\0。此時我們的遞推就結(jié)束了，將開始回歸。1就會不斷的相加到3，最后返回去，此時len就為3. 注意： 在這里的 1 + my_strlen(str + 1)沒有返回時，是不會計算的。 代碼：

#include

size_t my_strlen(const char* str)

{

if (*str == '\0')

return 0;

else

return 1 + my_strlen(str + 1);

}

int main()

{

char arr[] = "abc";

size_t len = my_strlen(arr);

printf("%zd\n", len);

return 0;

}

2. strcpy

2.1 strcpy函數(shù)的理解和使用

該函數(shù)是用來進行字符串拷貝的。我們現(xiàn)在來看函數(shù)的基本情況。 第一個參數(shù)的名字是destination（目的地）。第二個參數(shù)是source（源頭），即將源頭的數(shù)據(jù)拷貝到destination里面去。例如： 理解： arr1數(shù)組里面放了hello world\0 .我們把arr1和arr2分別傳給了我們剛才說的source和destination，我們認為它是一個個字符進行拷貝的，把\0拷貝完成就停止。 這里我們可以看看到底有沒有將\0拷貝過去，如下： 此時我們可以看到\0也被拷貝過去了。既然我們需要將\0拷貝過去，那么我們源頭中的字符串也需要有\(zhòng)0。如果我們?nèi)サ鬨0會發(fā)生什么呢？如下：

拷貝將不會有停下的動作，一直進行拷貝，甚至?xí)浇缤筮M行修改。 注意：

在拷貝時，我們的目標空間必須足夠大，只有足夠大，才能放下從源頭拷貝過來的數(shù)據(jù)目標空間必須可修改，如圖： 這里的p是常量字符串，不能進行修改。

2.2 strcpy函數(shù)的模擬實現(xiàn)

我們首先創(chuàng)建arr1，里面放上abcdef，再創(chuàng)建一個arr2，里面可以放上20個元素。根據(jù)剛才學(xué)到的strcpy的參數(shù)部分，我們也可以將my_strlen中的參數(shù)設(shè)置為char * dest 和char * src。暫時我們把返回這里寫為void。 我們將arr2和arr1傳過去之后，dest和src分別指向如下位置： 這里我們需要將字符一個個拷貝過去，即我們需要進行多次拷貝，我們可以寫一個while循環(huán)，在里面使dest和src++來不停的往后。當\0也拷貝下來時循環(huán)結(jié)束，所以我們把條件寫為 * src！ = ’\0’,此時\0并沒有拷貝下來，我們添加 *dest = * src即可（停下來時 * src為\0，我們此時相當于把‘\0’拷貝過去）。此時代碼就完成了。

代碼：

#include

void my_strcpy(char* dest, char* src)

{

while (*src != '\0')

{

*dest = *src;

src++;

dest++;

}

*dest = *src;

}

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[20] = { 0 };

my_strcpy(arr2, arr1);

printf("%s\n",arr2);

return 0;

}

運行結(jié)果： 現(xiàn)在我們進行優(yōu)化，把代碼的改為后置++，用完后再++，然后我們的 * dest++ = * src++和 * dest = * src是有一點重復(fù)的，我們需要改為如下寫法：

#include

void my_strcpy(char* dest, char* src)

{

while (*dest++ = *src++)

{

;

}

}

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[20] = { 0 };

my_strcpy(arr2, arr1);

printf("%s\n",arr2);

return 0;

}

理解： 第一次 * src是a，我們將a賦值過去，此時整個表達式的值就為a，a的ASCII碼值不為0，為真，進入循環(huán)，因為賦值完成以后進行++，則下一次 * src拿到的值就是b，然后再進行該過程，直到 * src指向\0，將\0賦值過去，此時表達式的結(jié)果為\0，\0的ASCII碼為0，0為假，跳出循環(huán)。我們會發(fā)現(xiàn)這里我們既可以賦值，賦值產(chǎn)生的值有可以進行判斷。 我們還可以對代碼進行調(diào)整，我們的目的是將src指向的內(nèi)容拷貝到dest指向的空間里面去，我們不希望src指向的空間被修改。這里可以加const進行修飾，但是解引用之前我們害怕為空指針，我們可以利用assert斷言進行處理。

代碼：

#include

#include

void my_strcpy(char* dest, const char* src)

{

assert(dest && src);

while (*dest++ = *src++)

{

;

}

}

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[20] = { 0 };

my_strcpy(arr2, arr1);

printf("%s\n",arr2);

return 0;

}

但是strcpy的返回值的類型是char*，與我們自己寫的函數(shù)是不同的，那使用char * 有什么好處嗎？ 函數(shù)是將原字符串拷貝放到目標空間里面去，我們是期望目標空間發(fā)生變化來進行觀察。所以函數(shù)最終返回目標空間的起始位置。但是我們這里不能直接return dest。因為這里dest不斷地++以后，dest指向的不再是起始地址，解決方式是我們創(chuàng)建一個 char * 的ret把未進行改動的dest存一份，最后return ret。

代碼：

#include

#include

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)

{

char* ret = dest;

assert(dest && src);

while (*dest++ = *src++)

{

;

}

return ret;

}

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[20] = { 0 };

char* ret = my_strcpy(arr2, arr1);

printf("%s\n",ret);

return 0;

}

運行結(jié)果： 此時我們的函數(shù)更加靈活，my_strcpy的返回值也可以作為其他函數(shù)的參數(shù)，實現(xiàn)鏈式訪問。

代碼：

#include

#include

#include

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)

{

char* ret = dest;

assert(dest && src);

while (*dest++ = *src++)

{

;

}

return ret;

}

int main()

{

char arr1[] = "abcdef";

char arr2[20] = { 0 };

/*char* ret = my_strcpy(arr2, arr1);*/

size_t len = strlen(my_strcpy(arr2, arr1));

printf("%zd\n",len);

return 0;

}

運行結(jié)果：

3.strcat

3.1 strcat函數(shù)的理解和使用

該函數(shù)的作用是字符串的追加，我們直接上實例進行理解：

我們現(xiàn)在有一個數(shù)組arr1，里面存放著hello。我們想在后面追加world。可能有同學(xué)會想用strcpy，但是它會將hello給覆蓋。所以以我們會使用strcat這個函數(shù)。

現(xiàn)在我們研究一下這個函數(shù)： 我們不難發(fā)現(xiàn)這與我們剛才看到的strcpy的參數(shù)是一樣的，第一個參數(shù)是char * destination，是我們需要追加的對象，第二個參數(shù)是const char * source，是需要追加的內(nèi)容。這個函數(shù)的返回值的路線是char *，返回的是目標空間的起始地址（與我們之前講的strcpy一樣）。 我們現(xiàn)在看看是如何追加的： 這里是在第一個\0的位置開始追加world，我們不免會想這里我們是將world的\0追加過來了，還是原來在arr1中的？我們可以測試看看，我們可以在原arr1中添加一個\0并觀察試試。 兩張圖對比我們可以發(fā)現(xiàn)，world從hello后面的\0開始追加，world還把它原來的\0也帶了過來。

strcat的原理：

找到目標空間中的第一個\0然后從這個\0的位置開始追加源頭字符串源頭字符串的內(nèi)容，包括\0都會追加到目標空間

注意: 在追加時目標空間的大小要足夠長，能夠放下我們要追加的數(shù)據(jù)。其次目標空間要可修改，以便追加數(shù)據(jù)。因為會將源頭字符串字符串的\0追加過去，所以我們的源頭字符串要有\(zhòng)0。目標字符串也要有\(zhòng)0，不然不知道從哪里開始追加。

3.2 strcat 函數(shù)的模擬實現(xiàn)

我們之前觀察過它的參數(shù)和返回類型，這些部分是和strcpy一樣的。我們就可以仿照來寫代碼。 我們首先需要在目標空間中找到\0再進行追加，這里我們可以利用while循環(huán)往后找，如果 * dest不等于\0,我們就讓dest++，直到dest指向\0跳出循環(huán)。 之后我們需要將world這個數(shù)據(jù)拷貝過去 ，這個拷貝數(shù)據(jù)的代碼我們觀察已經(jīng)學(xué)習(xí)過了，我們可以照搬過來。剛才dest已經(jīng)指向了\0，現(xiàn)在我們進行拷貝就會將\0覆蓋。 接下來我們要返回char * 的數(shù)據(jù)，即返回目標空間的起始地址，但是我們的dest通過++已經(jīng)走很遠了，我們可以仿照剛才的ret來存放目標空間的起始地址，最后返回ret。當然如果擔心我們的指針有效性也可以采用assert斷言一下。

代碼：

#include

#include

char* my_strcat(char* dest, const char* src)

{

char* ret = dest;

assert(dest && src);

while (*dest != '\0')

dest++;

while (*dest++ = *src++)

{

;

}

return ret;

}

int main()

{

char arr1[20] = "hello ";

my_strcat(arr1, "world");

printf("%s\n", arr1);

return 0;

}

運行結(jié)果： 思考： 我們能不能自己給自己追加？ 進行傳參以后我們的dest和src指向的位置為：

程序開始運行以后我們的dest會一直往后找，直到找到\0，之后開始拷貝，此時h就會將原來的\0覆蓋，沒有\(zhòng)0以后拷貝的這個循環(huán)是停不下來的,就會造成死循環(huán)的問題。 所以我們通常是不會用這個函數(shù)進行對自己追加的操作的。strcat在進行自己給自己追加時會有一定的概率會成功，我們?nèi)绻胍约航o自己追加可以使用strncat。 好了今天知識就學(xué)習(xí)到這里，我們下期blog再見！如果文章內(nèi)容有誤，請大佬在評論區(qū)斧正！謝謝大家！

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