字符串函数内存函数(从零到一)【C语言】-编程知识

长度不受限制的字符串函数：strcpy,strcat,strcmp

长度受限制的字符串函数：strncpy,strncat,strncmp

strlen

strlen函数是库函数中我们最常使用的函数，它可以求出字符串的长度(不包含‘\0’)

使用方法

通过前面对strlen函数的模拟实现我们知道strlen计算长度时，是遇到'\0'才停止的，因此如果一个字符串中没有'\0',程序就会输出一个随机值，如下面代码：

因此我们在使用该函数时，必须避免这种情况。

注意：库函数中的strlen函数的类型是size_t(无符号整形)

模拟实现该函数的功能

这个函数我们实现的次数已经够多了，所以不再过多赘述，在此提供几种方法：

1.指针- 指针 2.计数器 3.递归

strcpy

strcpy函数用于将源字符串复制到目标字符串中，包括字符串的结束符'\0'。

使用方法

char* strcpy(char* destination, const char* source);

在使用strcpy函数时也要避免缺少'\0'的情况，此外，目标字符串必须具有足够的空间来存储源字符串的内容。

模拟实现该函数的功能

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void get_strcpy(char* des,const char* sou)//此处加const的原因是防止原字符串的内容被修改
{assert(sou != NULL);while (*des++ = *sou++){;	}	
}
int main()
{char arr1[10] = " xxxxxxx ";char arr2[10] = "bit";get_strcpy(arr1, arr2);printf("%s\n", arr1);return 0;
}

strcat

strcat是一个字符串追加函数,它可以把一个字符串追加给另一个字符串后面。

char* strcat(char* destination, const char* source);

使用方法

char *strcpy( char *strDestination, const char *strSource );

模拟实现该函数的功能

#include<stdio.h>
char* my_strcat(char* dest, char* sou)
{char* ori = dest;//找到源字符串中的\0while (*dest){dest++;}//开始追加while (*dest++ = *sou++){;}return ori;
}
int main()
{char arr1[30] = "hello ";char arr2[] = "world";printf("%s\n",my_strcat(arr1, arr2));return 0;
}

注意事项

字符串不能自己给自己追加，通过模拟实现该函数我们发现，追加的标志是'\0'，在追加开始时，'\0'就被自己的第一个元素覆盖，原先在准备追加最后一位'\0'的位置已经变成了一个正常的元素，所以循环将一直继续，不会终止。

strstr

该函数的功能是在一个字符串中查找另一个函数，如果查找到，则返回起始位置的地址，如果找不到，则返回一个空指针。

使用方法

char *strstr( const char *string, const char *strCharSet );

第一个参数是源字符串，第二个参数是要查找的字符串。

模拟实现该函数的功能

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);const char* s1 = NULL;const char* s2 = NULL;const char* tmp = str1;if (*str2 == '\0'){return (char*)str1;}while (*tmp){s1 = tmp;s2 = str2;while (*s1 && *s2 && (*s1 == *s2)){s1++;s2++;}if (*s2 == '\0'){return (char*)tmp;}tmp++;}return NULL;
}
int main()
{char arr1[30] = "aabbccd";char arr2[] = "bcc";char* pa = my_strstr(arr1, arr2);printf("%s\n", pa);return 0;
}

memcpy

memcpy函数是一个内存操作函数，用于在内存中进行数据的复制。它将指定长度的数据从源地址复制到目标地址,不考虑源地址和目标地址是否重叠。当源地址和目标地址有重叠时，使用memcpy函数可能导致不可预测的结果。

该函数出现的原因：字符串的拷贝可以使用strcpy函数来进行，但是通过模拟实现strcpy的功能时，我们可以发现，strcpy拷贝结束的标志是‘\0’，但是如果拷贝的是一个整形数组，该函数就不再适用了，因此出现了这种更为通用的函数memcpy（内存拷贝函数）

该函数基本的使用方法：void *memcpy( void *dest, const void *src, size_t count );

使用方法

在msdn上可以查询出该函数的基本使用方式，前两个参数都是void类型的指针，意味着我们可以传入任意类型的指针参数，后面的size_t是无符号的整形，单位是字节，意味着操作者可以传入自己想要拷贝的字节。

模拟实现该函数的功能

当你对一个指针进行加1操作时，实际上会将指针的值增加一个与指针所指向的数据类型大小相等的偏移量。这个偏移量是以字节为单位计算的。

举个例子，如果一个指针指向整型数据（int），那么对该指针进行加1操作后，指针将向后移动4个字节（因为int类型通常占用4个字节）。类似地，如果指针指向字符型数据（char），那么对该指针进行加1操作后，指针将向后移动1个字节。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* sou, size_t k)//k的单位是字节
{assert(dest && sou);void* orignal = dest;while (k--){*(char*)dest = *(char*)sou;dest = (char*)dest + 1;sou = (char*)sou + 1;}return orignal;
}
int main()
{int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[10] = { 0 };my_memcpy(arr2, arr1, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

标准功能的memcpy函数其实不能实现内存重叠的拷贝，比如说对于数组int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };我们如果使用memcpy(arr+2,arr,20),结果应该是1,2,1,2,1,2,7,8,9,10.因为存在内存重叠。但是VS上却能够正常编译，因为VS把这个函数的功能做的比较彻底，算是PLUS版本的memcpy函数，超出了本身固有的功能。对于内存重叠的拷贝我们其实还有一个特定的函数memmove，下面展开介绍。

memmove

memmove 函数是一个内存操作函数，用于在内存中移动一段数据。它可以处理源地址和目标地址有重叠的情况，保证数据的正确复制。

使用方法

其使用方法与memcpy相似。

模拟实现该函数的功能

通过分析，我们发现，为保证字符串拷贝不受内存重叠的影响，当dest的指针小于sou的指针的时候要从前向后拷贝，当dest的指针大于等于sou的指针的时候要从后向前拷贝，当dest的指针大于sou+宽度时，不管是从后向前还是从前到后拷贝都可以。

总结：当dest的指针小于sou的指针的时候从前向后拷贝，dest的指针大于等于sou的指针的时候从后向前拷贝。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
char* my_memmove(void* dest, const void* sou, size_t k)
{char* original = dest;if (dest < sou){while (k--){*(char*)dest = *(char*)sou;dest = (char*)dest + 1;sou = (char*)sou + 1;}}else{while (k--){*((char*)dest + k) = *((char*)sou + k);}}
}
int main()
{int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };my_memmove(arr + 2, arr, 20);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

memcmp

memcmp与strcmp的函数设计相似，比较特定的字节后，如果值相同，返回值为零；如果不同，返回值是一个负数；如果相同，返回一个正数。

int memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num);

ptr1和ptr2分别是要比较的内存区域的起始地址,num是要比较的字节数。

使用方法

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main()
{char str1[] = "Hello";char str2[] = "World";int result = memcmp(str1, str2, sizeof(str1));if (result == 0){printf("字符串相等\n");} else if (result < 0) {printf("str1小于str2\n");} else {printf("str1大于str2\n");}return 0;
}

memset

memset是库函数中的一个函数，用于将一段内存块的值设置为指定的值，

void *memset(void *ptr, int value, size_t num);

使用方法

需要注意的是，memset函数只能设置每个字节的值，因此在设置非字符类型的数组时需要小心。另外，memset函数只能设置为整数值，不能设置为其他类型的值。