C语言——J/字符函数 和 字符串函数
C语言——J/字符函数 和 字符串函数
前言：在编程的过程中，我们经常要处理字符和字符串，为了⽅便操作字符和字符串，C语⾔标准库中提供了⼀系列库函数。
一、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
//函数 //如果他的参数符合下列条件就返回真
1、iscntrl 任何控制字符
2、isspace 空白字符：空格 ，换页\f，换行\n，回车\r，水平制表符\t，垂直制表符\v
3、isdigit 十进制数字0 ~ 9数字字符
4、isxdigit 十六进制数字字符，包括所有十进制数字字符，小写字母a ~ f，大写字母A ~ F
5、islower 小写字母a ~ z
6、isupper 大写字母A ~ Z
7、isalpha 字母a ~ z或A ~ Z
8、isalnum 字母或数字，A ~ Z/a ~ z/0 ~ 9
9、ispunct 标点符号，任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印）
10、isgraph 任何图形字符
11、isprint 任何可打印字符，包括图形字符和空白字符这些函数的使⽤⽅法⾮常类似，我们就讲解⼀个函数的事情，其他的⾮常类似：
int islower ( int c )；用途：islower 是能够判断参数部分的 c 是否是⼩写字⺟的； 说明：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。
//判断大小写
#include<stdio.h>
int main()
{
int ch = getchar();
if (ch >= 'A' && ch <= 'Z')
{
printf("大写\n");
}
else if (ch >= 'a' && ch <= 'z')
{
printf("小写\n");
}
return 0;
}练习：
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;
putchar(c);
i++;
}
return 0;
}二、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。
练习：
#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main() {
int i = 0;
char str[] = "Test String.\n";
char c;
// 遍历字符串中的每个字符
while (str[i]) {
c = str[i];
// 如果字符是小写字母，转换为大写字母
if (islower(c))
c = toupper(c);
// 输出字符
putchar(c);
// 移动到下一个字符
i++;
}
return 0;
}三、strlen(字符个数)
#include<string.h>
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（ 易错 ）；（因为长度的返回值不可能是负数所以是无符号整型） • strlen 的使用需要包含头文件；
注：返回值惹的祸（因为其返回值为无符号整型所以会输出 if 语句）
练习：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
const char* str1 = "abcdef";
const char* str2 = "bbb";
if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
//if ((int)strlen(str2) - (int)strlen(str1) > 0)
//类型转换就可以实现实际的输出
{
printf("str2>str1\n");
}
else
{
printf("srt1>str2\n");
}
return 0;
}模拟实现：
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
//从前到后
size_t my_strlen1(const char* str)
{
size_t count = 0;
assert(str != NULL);//判断是否为空指针
while (*str != '\0')//可以对其不用进行判断
{
count++;
str++;
}
return count;
}
//相减
size_t my_strlen2(const char* str)
{
assert(str);
const char* start = str;
while (*str != '\0')//可以对其不用进行判断因为 \0 的A值也是0
{
str++;
}
return str - start;
}
//写一个函数，不能使用临时变量，求字符串长度 - 递归
size_t my_strlen3(const char* str)
{
if (*str == '\0')
return 0;
else
return 1 + my_strlen3(str + 1);
}
int main()
{
char arr[] = "abc";
size_t len1 = my_strlen1(arr);
size_t len2 = my_strlen2(arr);
size_t len3 = my_strlen3(arr);
printf("%zd\n", len1);
printf("%zd\n", len2);
printf("%zd\n", len3);
return 0;
}四、strcpy(复制)
#include<string.h>
char* strcpy(char * destination, const char * source );• 原字符串必须以 '\0' 结束； • 会将原字符串中的 '\0' 拷贝到目标空间； • 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；
练习：
int main()
{
char arr1[20] = {0};//目标空间必须足够大
char arr2[] = "hello world";
strcpy(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}
//目标空间的常量字符串是不可修改的
int main()
{
char* p = "abcdefghilmkqwer";//常量字符串，不能修改
char arr2[] = "hello world";
strcpy(p, arr2);//目标空间必须是可修改的
printf("%s\n", p);
return 0;
}模拟实现:
//原版
void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
while (*src != '\0')
{
*dest = *src;
dest++;
src++;
}
*dest = *src;
}
//改进后
char* my_strcpy(char* dest, char* src)
{
assert(dest != NULL);
assert(src != NULL);
//assert(src && dest);另一种判断方法
char* ret = dest;
assert(dest && src);
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[20] = { 0 };
char arr2[] = "abcdef";
printf("%s\n", my_strcpy(arr1, arr2));
return 0;
}五、strcat (追加)
• 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；
练习：
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world";
strcat(arr1, arr2);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}• 字符串自己给自己追加，如何？
无论库函数，还是模拟出来的最好不要自己追加，实在是要追加就用库里的strncat.（有限制）
模拟实现：
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
char* ret = dest;
assert(dest && src);
//1. 找到目标空间的\0
while (*dest)
{
dest++;
}
//2. 拷贝
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
my_strcat(arr1, arr1);
printf("%s\n", arr1);
return 0;
}六、strcmp(比较)
• 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？ 答案是比较两个字符串中对应位置上字符ASCII码值的⼤⼩。
练习：
int main()
{
int ret = strcmp("bbq", "abcdef");
printf("%d\n", ret);//1、返回值
// if (ret > 0)//2、返回输出
// printf("大于\n");
// else if (ret == 0)
// printf("等于\n");
// else
// printf("小于\n");
//
return 0;
}模拟实现：
int my_strcmp(const char* s1, const char* s2)
{
while (*s1 == *s2)
{
if (*s1 == '\0')
return 0;
s1++;
s2++;
}
if (*s1 > *s2)
return 1;
else
return -1;
}
改造后
//int my_strcmp(const char* s1, const char* s2)
//{
// while (*s1 == *s2)
// {
// if (*s1 == '\0')
// return 0;
// s1++;
// s2++;
// }
// return *s1 - *s2;
//}
int main()
{
int ret = my_strcmp("abcdef", "abc");
if (ret > 0)
printf("大于\n");
else if (ret == 0)
printf("等于\n");
else
printf("小于\n");
return 0;
}七、strncpy (有限制的复制)
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，则拷贝完源字符串之后，在⽬标的后边追加0，直到num个。
练习：
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "xxxxxxxxxx";
char arr2[] = "hello";
int ret = strncpy(arr1, arr2, 3);
printf("%s", arr1);
return 0;
}八、strncat(有限制的追加)
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );• 将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。
练习：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr1[20] = "hello ";
char arr2[] = "world";
strncat(arr1, arr2, 3);
printf("%s", arr1);
return 0;
}九、strncmp(有限制比较)
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );⽐较str1和str2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.
练习：
int main()
{
char arr1[] = "abcdef";
char arr2[] = "abcq";
int ret = strncmp(arr1, arr2, 5);
printf("%d\n", ret);
return 0;
}十、strstr (标志出现位置)
char * strstr ( const char * str1, const char * str2);用途：函数返回字符串str2在字符串str1中第⼀次出现的位置；
说明：字符串的⽐较匹配不包含 \0 字符，以 \0 作为结束标志。
练习：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
//strstr 返回字符串在另外一个字符中第一次出现的位置
int main()
{
char arr1[] = "abcdefabcdef";
char arr2[] = "deq";
char* ret = strstr(arr1, arr2);
if (ret != NULL)
printf("%s\n", ret);
else
printf("找不到\n");
return 0;
}模拟实现：（KMP算法）
char* my_strstr(const char* str1, const char*str2)
{
const char* cur = str1;
const char* s1 = NULL;
const char* s2 = NULL;
assert(str1 && str2);
if (*str2 == '\0')
{
return (char*)str1;
}
while (*cur)
{
s1 = cur;
s2 = str2;
while (*s1 && *s2 && *s1 == *s2)
{
s1++;
s2++;
}
if (*s2 == '\0')
{
return (char*)cur;
}
cur++;
}
return NULL;
}
int main()
{
char arr1[] = "abbbcdef";
char arr2[] = "bbq";
char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
if (ret != NULL)
printf("%s\n", ret);
else
printf("找不到\n");
return 0;
}十 一、strtok(标记) 函数的使用
char * strtok ( char * str, const char * sep);• sep参数指向⼀个字符串，定义了⽤作分隔符的字符集合； • 第⼀个参数指定⼀个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中⼀个或者多个分隔符分割的标 记； • strtok函数找到str中的下⼀个标记，并将其⽤ \0 结尾，返回⼀个指向这个标记的指针。（注： strtok函数会改变被操作的字符串，所以在使⽤strtok函数切分的字符串⼀般都是临时拷⻉的内容 并且可修改。）
• strtok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； • strtok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； • 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
char arr[] = "zhangsan@163.com#hehe";
char arr2[30] = {0}; //zhangsan\0163\0com
strcpy(arr2, arr);
const char* p = "@.#";
char* s = NULL;
// 初始化部分只执行一次
for (s = strtok(arr2, p); s != NULL; s=strtok(NULL, p))
{
printf("%s\n", s);
}
//char *s = strtok(arr2, p);
//printf("%s\n", s);
//s = strtok(NULL, p);
//printf("%s\n", s);
//s = strtok(NULL, p);
//printf("%s\n", s);
return 0;
}十二、strerror(错误报告)函数的使用
char * strerror ( int errnum );strerror 函数可以把参数部分错误码对应的错误信息的字符串地址返回来。
说明：在不同的系统和C语⾔标准库的实现中都规定了⼀些错误码，⼀般是放在 errno.h 这个头⽂件中说明的，C语⾔程序启动的时候就会使⽤⼀个全局的变量 errno 来记录程序的当前错误码，只不过程序启动的时候 errno 是0，表示没有错误，当我们在使⽤标准库中的函数的时候发⽣了某种错误，就会将对应的错误码，存放在 errno 中，⽽⼀个错误码的数字是整数很难理解是什么意思，所以每⼀个错误码都是有对应的错误信息的。strerror 函数就可以将错误对应的错误信息字符串的地址返回。
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
//我们打印⼀下0~10这些错误码对应的信息
int main()
{
int i = 0;
for (i = 0; i <= 10; i++)
{
printf("%d: %s\n",i, strerror(i));
}
return 0;
}在Windows10+VS2022环境下输出的结果如下：
举例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
FILE* pFile;
pFile = fopen("unexist.ent", "r");//"r"以读的形式打开
if (pFile == NULL)
printf("Error opening file unexist.ent: %s\n", strerror(errno));
return 0;
}C语言是可以进行文件操作来打开文件：FILE* pFile = fopen(……)；如果文件打开成功，则返回一个地址；如果文件打开失败，则返回NULL。
输出：
Error opening file unexist.ent: No such file or directory也可以了解⼀下perror函数，perror函数相当于⼀次将上述代码中的第9⾏完成了，直接将错误信息打印出来。perror函数打印完参数部分的字符串后，再打印⼀个冒号和⼀个空格，再打印错误信息。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main()
{
FILE* pFile;
pFile = fopen("unexist.ent", "r");
if (pFile == NULL)
perror("Error opening file unexist.ent");
return 0;
}输出：
Error opening file unexist.ent: No such file or directory腾讯云开发者
