C语言初学者笔记【字符函数与字符串函数】

文章目录

• 前言
• 一、字符分类函数
• 二、字符转换函数
• 三、字符串操作函数
• • 1. `strlen` – 计算字符串长度
  • 2. `strcpy` – 字符串拷贝
  • 3. `strcat` – 字符串追加
  • 4. `strcmp` – 字符串比较
• 四、安全长度限制函数
• • 1. `strncpy` – 限定长度拷贝
  • 2. `strncat` – 限定长度追加
  • 3. `strncmp` – 限定长度比较
• 五、高级字符串操作
• • 1. `strstr` – 查找子串
  • 2. `strtok` – 字符串分割
  • 3. `strerror` & `perror` – 错误信息
• 关键注意事项

前言

C语言字符与字符串函数详解 头文件依赖：<ctype.h>（字符处理）、<string.h>（字符串操作）、<errno.h>（错误码）

一、字符分类函数

int isxxx(int c); // 返回非0表示符合条件，0不符合

二、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

示例：小写转大写

char str[] = "Test String.\\n";
for (int i = 0; str[i]; i++) {
if (islower(str[i]))
str[i] = toupper(str[i]); // 直接使用转换函数
putchar(str[i]);
}

三、字符串操作函数

1. strlen – 计算字符串长度

size_t strlen(const char* str);

• 关键点：
  • 返回 \\0 前的字符数（不包含 \\0）。
  • 返回值类型 size_t（无符号整型），避免直接用于带符号运算（如 strlen(s1) – strlen(s2) > 0 可能恒成立）。

模拟实现：

// 计数器方式
size_t my_strlen(const char* str) {
size_t count = 0;
while (*str++) count++;
return count;
}

// 递归方式
size_t my_strlen(const char* str) {
return (*str == '\\0') ? 0 : 1 + my_strlen(str + 1);
}

2. strcpy – 字符串拷贝

char* strcpy(char* dest, const char* src);

• 规则：
  • 源字符串必须以 \\0 结束。
  • 目标空间需足够大、可修改。
  • 会拷贝 \\0 到目标空间。

模拟实现：

char* my_strcpy(char* dest, const char* src) {
char* ret = dest;
while ((*dest++ = *src++)); // 包含'\\0'的拷贝
return ret;
}

3. strcat – 字符串追加

char* strcat(char* dest, const char* src);

• 规则：
  • 源/目标字符串均需以 \\0 结束。
  • 目标空间需足够容纳合并后的内容。
  • 不可自追加（strcat(s, s) 会导致死循环）。

模拟实现：

char* my_strcat(char* dest, const char* src) {
char* ret = dest;
while (*dest) dest++; // 找到目标字符串结尾
while ((*dest++ = *src++)); // 追加源字符串
return ret;
}

4. strcmp – 字符串比较

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

• 返回值：
  • >0：str1 > str2
  • =0：相等
  • <0：str1 < str2
• 比较规则：按字符ASCII码逐位比较。

模拟实现：

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2) {
while (*str1 && *str1 == *str2)
str1++, str2++;
return *str1 – *str2; // 返回差值
}

四、安全长度限制函数

1. strncpy – 限定长度拷贝

char* strncpy(char* dest, const char* src, size_t num);

• 特点：
  • 若 src 长度 < num，剩余空间补 \\0。

2. strncat – 限定长度追加

char* strncat(char* dest, const char* src, size_t num);

• 特点：
  • 追加后自动添加 \\0。
  • 最多追加 num 个字符（含 \\0）。

3. strncmp – 限定长度比较

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

• 只比较前 num 个字符。

五、高级字符串操作

1. strstr – 查找子串

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

• 返回 str2 在 str1 中首次出现的地址，未找到返回 NULL。

模拟实现：

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

2. strtok – 字符串分割

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

• 用法：
  • 首次调用：strtok(str, sep)，后续调用：strtok(NULL, sep)。
  • 会修改原字符串（将分隔符替换为 \\0）。
  • 需分割临时拷贝的字符串（原字符串不可为常量）。

示例：分割IP地址

char ip[] = "192.168.1.1";
char* sep = ".";
char* token = strtok(ip, sep);
while (token) {
printf("%s\\n", token);
token = strtok(NULL, sep);
}
// 输出：192 → 168 → 1 → 1

3. strerror & perror – 错误信息

char* strerror(int errnum); // 返回错误码对应的字符串
void perror(const char* s); // 直接打印错误描述（格式：s: 错误信息）

• 示例：

FILE* fp = fopen("nonexist.txt", "r");
if (!fp) {
perror("File open failed");
// 输出：File open failed: No such file or directory
}

关键注意事项

建议结合代码实践加深理解！