C语言字符串函数内存函数(详解+实现)

文章目录

• 字符串函数
• • 长度不受限的字符串函数
  • strlen
  • strcpy
  • strcat
  • strcmp
  • 长度受限的字符串函数：
  • strncpy
  • strncat
  • strncmp
  • strstr
  • strtok
  • strerror
  • 内存操作函数
  • memcpy
  • memmove
  • memcmp
  • memset
• 字符串函数的模拟实现和注意
• • strlen模拟实现
  • strcpy模拟实现
  • strcat模拟实现
  • strcmp模拟实现
  • strstr模拟实现
  • memcpy模拟实现
  • memmove模拟实现

字符串函数 长度不受限的字符串函数 strlen

strlen的作用就是求字符串长度，从开始位置一直计数到之前，返回的是之前出现的字符个数。

strlen返回的是无符号数，所以如果比较两个字符串长度的时候不可以用strlen相减，因为无符号数-无符号数最后还是无符号数。

int main()
{
    if(strlen("abc")-strlen("abcd")<0)
        printf("<");
    return 0;   
}

strcpy

字符串拷贝函数，函数原型为：

因为source是不会被修改的所以加上source修饰。
注意：这里的source必须是以结尾的，不然拷贝找不到停不下，就会越界
拷贝会连着src末尾的一起拷贝过去。
dest的空间必须足够大，可以容纳下src
dest的空间必须可以修改，不可以是常量字符串

strcat

字符串追加函数：

将src这个字符串追加到dest后面，从dest的开始，最后会连同src的一同追加过去。
这里注意，strcat不可以自己给自己追加，因为追加的第一个字符覆盖了，这样子src就找不到了，就会陷入死循环最后越界。
注意：
目标空间必须足够大可以容纳下两个字符串的内容，目标空间必须可以修改。
源字符串必须有,不然就会越界。

strcmp

比较两个字符串的大小，比较原理是，先比较第一个字符的ASCII码值，如果相同就比较第二个字符，直到两个字符串都到了，或者遇到不相等的字符，根据ascii码值，如果第一个字符串的这个字符的ASCII码值大就返回>0的数字，如果小就返回小于0，相等的时候会返回0.

长度受限的字符串函数：

上面介绍的字符串函数都是长度不受限制的字符串函数，下面这些都是长度受到限制的字符串函数。我们知道长度不受限制很可能会出现安全隐患，比如，拷贝和字符串连接的时候目标空间够。这时候可以用strncpy进行字节决定长度的拷贝或者连接。

strncpy

该函数的作用就是将源字符串的前num个字节拷贝到dest处，如果num大于src的长度，这时候会在拷贝完之后在dest后面追加直到数目达到num。

strncat

在dest后面连接num字节数个src的字符。如果src的长度小于num那么只连接到src的处(也即是全部将src追加过去)，就相当于是strcat了。这个函数也和strcat一样都会在末尾补上。

strncmp

比较两个字符串的前n个字节的字符

这个就是比较两个字符串的前num个字符，直到遇到不相等的字符串或者是遇到字符串结束，或者是达到了num个。

strstr

查找子串

在str1中查找str2这个子字符串，如果找到了就返回这个子字符串在str1中的首地址，找不到就返回空指针。

strtok

字符串分割函数

del字符串保存了分割字符串，就是作为分隔符的字符的集合。
注意：这个函数分割字符串的时候会改变原来的字符串，所以一般是使用拷贝的字符串进行分割。所以str不可以是常量字符串。
该函数找到了分隔符之后会将分隔符置为,然后返回这个分隔符前的字符串的首地址。并且函数会保存在字符串中的位置。下次寻找分割符的时候直接从该位置向后查找。所以下一次查找的时候第一个参数就不需要了，只需要传空指针即可。

int main()
{
	char arr[] = "hello@world&kisskernel";
	char copy[40];
	strcpy(copy, arr);
	for (char* ret = strtok(copy, "@&"); ret != NULL; ret = strtok(NULL, "@&"))
	{
		printf("%sn", ret);
	}
	return 0;
}

如果最后查找不到了就会返回NULL，这里如果多个分隔符连在一起比如@@或者@&&&，这种只有第一个分隔符有效剩下的忽略掉，因为这每两个分隔符之间没有字符串，所以也不会额外打印出来空行

strerror

这个函数就是返回错误码对应的错误信息。C语言中如果程序执行过程中遇到错误就会生成一个错误码，并且保存在全局变量errno中，所以只要引用头文件#include然后给strerror传参errno即可打印出来错误信息。

内存操作函数

上面的函数只能操作字符串，那么int，float等其他的类型的数组该怎么操作呢？这就用到了内存操作函数。

memcpy

内存拷贝函数：

将src的前num个字节拷贝到dest中最后返回的是dest的地址。该函数不管什么情况总是将src的num个字节拷贝到dest中，所以至少以保证dest的空间要是大于num的src的有效字节数也应该是大于等于num的。同时dest和src不可以是重叠的，如果重叠的拷贝使用memmove会更安全，因为如果内存重叠，memcpy默认从前向后拷贝就会将要拷贝过去的数据修改。
例如将：[1，2，3，4，5，6，7，8，9]将这个数组的1234拷贝到3456的位置，在拷贝12的时候已经将34改成了12，所以后面的拷贝会让56也变成12。

memmove

上面的memcpy不能拷贝发生重叠的数据，所以库函数提供了memmove来处理重叠的数据拷贝，在vs编译器里面memcpy可以拷贝重叠数据就是实现了memmove的功能，但是C语言标准规定memcpy只需要实现不重叠的内存拷贝即可。

memmove的使用方法是和memcpy一样的。

memcmp

内存比较函数，比较两块内存空间的内容，注意这里的比较方法是每个字节每个字节的比较。

如果两块内存空间相等就返回0，这个函数直到将所有num字节比较完，或者是遇到不相等的字节就停下来。
ptr1>ptr2的某个字节就返回>0的数字，ptr1

memset

内存设置函数，可以将ptr的num字节全部设置成为value，要注意设置int的时候如果value是1，并不是吧每个元素都初始化成1，而是这个元素的每个字节都是1。

字符串函数的模拟实现和注意 strlen模拟实现

这里实现strlen有三种方式
1，循环
2，递归（不创建变量）
3，指针-指针

size_t my_strlen(const char* str)
{
	assert(str);
	size_t count = 0;
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}

断言要注意，str不能是空指针所以需要断言。然后就让指针不等于不断向后移动，计数器++，最后返回计数器的值。

//递归
int my_strlen1(const char* str)
{
	assert(str);
	if (*str == '')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen1(str + 1);
}

//指针-指针
int my_strlen2(const char* str)
{
	assert(str);
	char* begin = str;
	while(*str!='')
	{ 
		str++;
	}
	return str - begin;
}

strcpy模拟实现

char* my_strcpy(char* des, const char* sur)
{
	assert(des && sur);
	char* ans = des;
	while (*des++ = *sur++)
	{}
	return ans;
}

这里的实现很巧妙，用while判断条件，先将sur的值拷贝过去，然后判断sur是不是为，不是就继续，是就会退出循环，因为的ASCII码值就是0，所以可以直接当作判断为假的条件。这样可以省去最后再补上这一句代码。

strcat模拟实现

char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
	assert(dest && src);
	char* ans = dest;
	while(*(++dest))
	{ }
	while (*dest++ = *src++)
		;
	return ans;
}

思路就是，先找到dest的位置然后进行字符串拷贝。要连着src的一起拷贝过去。

strcmp模拟实现

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	while (*str1 == *str2 && *str1!='')
	{
		str1++;
		str2++;
	}
	return *str1 - *str2;
}

思路就是循环比较两个字符串对应字符，相等就继续，直到字符串不相等或者str1遇到了就跳出循环。为什么str1遇到就跳出循环？str2遇到呢？这里写str1或者str2都是可以的。因为这里情况：如果str1先遇到，这时候str2不为，不相等，跳出循环，str2遇到也是这样。如果两个同时遇到这时候还是相等的，但是不可以继续++了需要第二个str1！=这个条件跳出循环。
最后返回两个的差值就可以了。str1大差值为+，str2大差值为-，str1str2就会返回0.

strstr模拟实现

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	assert(str1 && str2);
	if (*str2 == '')
		return str1;
	char* p = str1;

	while (*p)
	{
		char* s1 = p;
		char* s2 = str2;
		while (*s1 == *s2 && *s1!='')
		{
			s1++;
			s2++;
		}
		if (*s2 == '')
			return p;
		p++;
	}
	return NULL;
}

思路：如果str2是空字符串直接返回str1，然后str2不为空的时候就进行比较
情况1：直接从前向后比较成功了。
情况2：就是部分字符相同，比较到后面不相同了。这时候就需要重新匹配从刚刚str1开始匹配的下一个字符开始。
所以使用了s1和s2两个指针，用来移动比较，p用来标记str1中的位置。如果s1和s2的字符相同则开始比较，如果比较到了s2为也即是比较完毕，完全匹配，就返回首字符的地址，也就是从p位置开始匹配的这个字符串首地址也就是p指针。如果不相等，就让p向后移动然后如果p没到str1的结尾就将p赋值给s1，s2也回到str2的开头再次进行比较。

memcpy模拟实现

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

思路：就是将src和dest他们强转成为char*类型的指针一个字节一个字节的拷贝。

memmove模拟实现

关于memmove的内存重叠，我们可以发现如果是这种情况src是源头，dest是要拷贝过去的目的地

这时候需要从前——》后拷贝，如果从后向前就会先覆盖掉src还没有拷贝的内容

而这种情况则需要从后——》前拷贝，所以综合这两种情况，我们可以得出一个判断条件就是
dest>src的时候从后向前，dest

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	void* ret = dest;
	if (dest < src)//从前向后
	{
		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;
}