分分钟带你了解字符串、内存函数【C语言】_C

本篇文章介绍一些字符串函数和内存函数，灵活使用这些函数可以提高你的的编程效率，并且可以让代码变得精练，接下来我们来了解一下这些函数，再模拟实现一些常用的函数。

字符串函数

strlen

strcpy / strncpy

strcat /strncat

strcmp /strncmp

strstr

strtok

strerror

内存 *** 作函数

memcpy

memmove

memset

字符串函数 strlen

strlen函数的使用相信大家已经不陌生了，是用来求字符串长度的一个字符串函数，这里我们主要来模拟实现一下他的功能。

1.计数器法

size_t my_strlen_count(const char* arr)
{
	assert(arr);
	int count = 0;
	const char * p = arr;
	while (*p++ != 'size_t my_strlen_point(const char* arr)
{
	assert(arr);
	const char* start = arr;
	const char* end = arr;
	while (*end != '使用strlen的注意事项：')
	{
		end++;
	}
	return end - start;
}')
	{
		count++;
	}
	return count;
}

2.指针减指针法

char* my_strcpy(char* destination, const char* source)
{
	assert(destination && source);
	char* start = destination;
	while (*destination++ = *source++)
		;
	return start;
}

3.递归法

size_t my_strlen_recursion(const char* arr)
{
	assert(arr);
	const char * p = arr;
	if (*p != '\0')
	{
		return 1 + my_strlen_recursion(p+1); //将p的位置后移一个单位。


	}
	else return 0;
}

第10-14个字符全被拷贝为了'char* my_strcat(char* dest, const char* source) { assert(dest && source); char *p= dest; while (*dest)dest++; while (*dest++ = *source++); return p; }'

1.strlen的返回值是再字符串'\0'前面出现的字符个数(不包含'\0')

2.strlen参数指向的字符串必须以'\0'结束，要不然strlen无法停止或计算有误

3.strlen的函数返回类型的size_t类型(无符号整形)

这里我介绍几种不同定义方式的字符数组情况：

1.char arr[]=“abcdefg”

这种情况下，arr数组中不仅存放了abcdefg这几个字符，而且在g的后面默认放了一个'\0'，strlen计算的值正常。

2.char arr[]={'a','b','c','d','e','f','g'};

这种情况，如果使用strlen函数测量字符串会使strlen计算出随机值，因为这个数组中没有具体设定'\0'作为结束标志，所以会出现计算错误的情况。

如图，这里我们将abcdefg(a的ascii码值为97)存放到0x008FF954的内存中，可是strlen却测出19的长度，因为strlen并没有在源字符串中测到'\0'('\0'的ascii码为0),strlen从0x008FF967的地址处测到了'\0'，所以返回值是19。

当我们在使用这种初始化的时候，一定不要忘记在字符串的末尾放上一个'\0'！！！

3.char arr123[10] = { 'a','b','c','d','e','f','g'};

我们知道，限定了大小的数组，如果没有初始化，数组会自动给我们初始化为0，所以在我们指定了大小之后，arr123中剩下未被我们初始化的元素会被自动初始化为'\0'。

strcpy / strncpy

strcpy是一个将源头的字符串拷贝到目标字符串的函数，会是实现覆盖的作用，这里我们来看看他的使用。

这个函数的功能还是比较简单的，接下来我们就来模拟实现它吧。
 函数介绍：
这里我们用start存放目的地的起始地址，拷贝完之后将起始地址返回就可以了，这样返回值可以实现函数的链式访问。

这里的我们仍然要注意：

1.源字符串必须以'\0'结尾。

2.strcpy会将源字符串中的'\0'也拷贝到目标空间中。

3.我们要保证目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。

4.目标空间必须可变，所以源字符串不能被const修饰。

strncpy

strncpy的功能和strcpy的功能相差无几，只是多了一个参数count，这个参数表示strncpy拷贝几个字节。

我们来看一下如何使用：

这里有一个注意事项：

如果源字符串的长度小于count，则拷贝完源字符串之后，会在目标的后面追加'\0'，直到count个。

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

strcat /strncat

strcat函数就是将一个字符串追加到另一个字符串的后面，strcpy是拷贝一个字符串，而这个函数可以理解为追加一个字符串。

我们来看看具体使用。

这个函数也比较简单，接下来我们来看看这个函数是如何实现的吧。

这个函数的实现与strcpy其实差不多，这里给出一点思路。

1.找到目标字符串的中\0'。

2.将源字符串的内容拷贝到以'\0'为起始位置的目标空间.。

(这部分就跟strcpy相似了)
void* memcpy(void* r1, const void* r2, size_t count)
{
	assert(r1 && r2);
	void* temp = r1;
	while (count--)
	{
		*(char*)r1 = *(char*)r2;
		r2 = (char*)r2 + 1;
		r1 = (char*)r1 + 1;
	}
	return temp;
}
注意事项：

1.源字符串必须以'\0'结尾，这是必须的。

2.目标空间必须要足够大，能容纳下追加的字符串。

3.它会覆盖掉源字符串的'\0'，并且将直接的'\0'拷贝过去。

strncat

strncat函数也只是加上了拷贝的数目count，即从源字符串到目标字符串追加多少个字符。

接下来我们来看看如何使用这个函数。

strcmp /strncmp

strcmp是字符串比较函数，用来比较到出现另一个字符不一样或者一个字符串结束或者num字符全部比较完(注：不是比较字符串长度的)。

这个函数的使用还是比较多的，用于我们字符串的匹配等等。

如果字符串1>字符串2 返回大于0的数；

如果字符串1=字符串2 返回0；

如果字符串1<字符串2 返回小于0的数；

接下来看看如何使用strcmp的

(strcmp)字符串比较函数的实现
1.比较*p1是否等于*p2，如果相等则两个指针向后移动，直到都为'\0'则return 0；

2.如果碰到*p1>*p2或*p1<*p2则判断return大于0或小于0的数。
int my_strcmp(const char* p1, const char* p2)
{
	assert(p1 && p2);
	while (*p1 == *p2)
	{
		if (*p1 == '\0')
			return 0;    //两个相等，如果p1或p2为'\0'，表示检测到最后一个字符，返回0；
		p1++;
		p2++;
	}
	if (*p1 > *p2)
		return 1;
	else 
		return -1;

strnrcmp的使用与strcmp相似的，可以控制你想比较的数目，与上面几个函数的使用方法一样，这里就不再赘述了。

strstr

strstr函数的功能是查找str2是否为str1的子串，如果找到了就会返回第一次找到地址的地址。

如果没有找到，则会返回空指针。

现在我们来使用一下strstr函数

strstr函数的实现思路：

1.使用r1、r2指针进行查找，如果发现*r1和*r2相等，即首元素相同，使用temp指针保存当前r1位置，这时则r1和r2同时向后进行对比，如果发现不同或r1为'\0'则退出，发现*r2为'\0'了，则返回temp的位置。

2.如果发现不同的情况，我们要使r1回退到temp+1的位置再进行查找。

3.如果发现*r1为’\0'还未查找出结果则返回一个NULL，表示r2不为r1的字串。
char* my_strstr(const char* arr1, const char* arr2)
{
	assert(arr1 && arr2);
	const char* r1 = arr1;
	const char* r2 = arr2;
	const char* temp = arr1;
	while (*temp)        
	{
		r1 = temp;
		r2 = arr2;
		while (*r1 && *r2 &&(*r1 == *r2))  //*r1、*r2不等于‘\0'，并且*r1和*r2的值相同。


		{
			r1++;
			r2++;
		}
		if (*r2 == '\0')                  //只有当检查到*r2 == '\0'了返回地址
			return (char*)temp;           //temp是const char*类型；
		temp++;
	}
	return NULL;
}
这个函数的实现推荐大家去模拟实现一下，难度也不是太大，还是比较考验对指针的使用的。

strtok

s指向要填充的内存块

简单描述它的作用，strtok就是一个可以按照你定义的一些分隔符实现对一串字符串的分隔。

这里sep参数可以是个字符串或是一个分隔符数组。

我们可以使用sep中的分隔符来分割str数组中的数据。

这里分三种情况：

①str为非空指针，则strtok会保存第一次出现分隔符的下一个地址，然后将保存的地址作为函数参数返回。

②如果传入的是NULL，则strtok会从上次保存的地址向后查找，查到到分隔符，则会记录下这个分隔符的下一个地址，并将这个地址保存，再将分隔符地址改为'\0'，返回保存数据的地址。

③如果没有查找到分隔符了，strtok会返回一个空指针。

这里我们直接来看看strtok函数是如何使用的。

这里除了第一次出现的分隔符没有被置'\0'，其余的分隔符全部被置换为了'\0'，因为第一次传入的不是空指针，后面的循环传入的全是空指针，则strtok会从上次保存的地址开始向后查找，这里我们就可以推测strtock中是存放了一个static修饰的指针来存放地址。

这里我们更不能难发现，strtok会修改掉源字符串中的内容，所以我们通常会将源字符串拷贝一份然后再传入到strtok函数中进行分隔。

strerror

streeor是一个打印错误码的函数。

如果程序发生错误，则会产生一个错误码，每一个错误码会对应一个信息,而strerror的功能就是将错误码转化为错误信息，可以让我们知道出错的原因。

现在我们使用strerror来看看不同的错误码表示的意思分别是什么，比如错误码0、1、2、3。

errno

但是，错误码是动态的，我们一般不会知道发生了错误或是发生了什么类型的错误。

这时我们需要知道一个全局变量errno。

errno是错误码的意思，程序发生错误时会产生一个错误码，错误码会被存放到全局变量errno中，这时我们只需要使用strerror函数打印errno就可以知道此时程序发生了什么错误。

这里我们来使用strerror打印errno中的错误信息(errno需要引头文件)。

这里我们申请一个最大整形的内存，这时内存肯定不会帮我们开辟这么大的空间，所以我们使用strerror打印错误，则会打印出没有足够空间的错误信息。

内存 *** 作函数

在有了上面一些字符串 *** 作函数的了解下，下面的一些内存 *** 作函数其实也就大同小异了，这里就不做太多介绍了，大家知道如何使用和可以模拟实现就问题不大了。

memcpy

memcpy的使用与strcmp的使用相似，strcpy的 *** 作单位是一串字符，strncpy中拷贝的是我们传入的是字符串中字符的个数，而memcpy *** 作的是我们传入的字节数，无论是短整型(2)个字节还是整型(4)个字节，memcpy都会按照我们传入的字节数来进行拷贝。

我们来看看如何使用memcpy。

使用起来还是很简单的，下来我们来看看如何实现memcpy这个函数。

memmove

如果我们想要将一个字符串中的内容自己拷贝自己，接下来就会发生这样的错误。

我们想要的结果无法出现。

我们发现，如果将arr1中的内容拷贝到arr+2中去，我们想要的是将arr1中20个字节的数据整体拷贝arr1+2的地方，实现数据的移动。

我们预测输出 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,

而使用memcpy后我们的结果是 1 2 1 2 1 2 1 8 9 10

很明显，这不是我们想要的，我们可以知道，是在memcpy的拷贝中，前段数据将后端数据进行了覆盖，导致拷贝出现了错误，这时我们如果想要实现自身对自身的拷贝，我们可以使用memmove函数。

接下来我们来看看memmove能不能达到我们想要的效果。

结果如上所示，memmove成功地将数据进行了移动，所以，如果有字符串内部的移动拷贝，我们可以交给memmove函数。

接下来，我们了解了memmove函数的作用，我们可以来试着模拟实习一下memmove函数的功能。

首先我们要分析为什么memmove不会覆盖掉我们要拷贝的数据。

有了上面的拷贝分析，结合memcpy的过程，实现memmove应该不会太难。

下面我们来看如何具体实现

void* my_memmove(void* dest, const void* sou, size_t count)
{
    assert(dest && sou);
	void* temp = dest;
    if (dest == sou)
		return temp;
    if (sou > dest)   
	{
		while (count--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)sou;
			sou = (char*)sou + 1;
			dest = (char*)dest + 1;
		}
	}
    else
	{
		while (count--)
		{              //sou+19刚好指向最后一个字节。


			*((char*)dest + count) = *((char*)sou + count);
		}
	}
	return temp;
}

memset