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C语言中的字符串操作函数

2024-12-02 19:39

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本文转载自微信公众号「编码珠玑」,作者刘亚曦。转载本文请联系编码珠玑公众号。

我们知道,c/c++之所以使用起来灵活,很大原因归因于它能够它对能够对内存的直接操作,所以本文我主要讲述一下c中的字符串操作函数。

一、常量指针与指针常量

先来补充一个上篇文章 手把手教你深入理解c/c++中的指针 我在讲述指针中的一个问题,有人说常量指针与指针常量这两个概念总是混淆怎么办,例如:

  1. int a = 100; 
  2. const int * p = &a;  //常量指针,指向的值不可更改,但指向的地址可以更改 
  3. int const * p = &a;  //与上式等价 
  4. int * const p = &a;  //指针常量,指向的地址不可以更改,但指向的值可更改 

那么究竟如何区分常量指针与指针常量呢,这里边有个技巧,上篇文章中我忘记给大家说了:

从左往右看,跳过类型,看修饰哪个字符,如果是*, 说明指针指向的值不能改变,如果是指针变量,说明指针的指向不能改变,指针的值不能修改。这个原则你可以通俗理解成 “就近原则”。

那么回头来看第一行代码,也就是指针常量:

  1. const int * p = &a; 

我们跳过变量类型 int ,那么const修饰的是*,所以它指向的值不能修改

第二行代码,常量指针:

  1. int * const p = &a; 

同样,我们跳过int,发现const是直接修饰的p,所以它的指向不能改变。两者有细微的差别,请大家注意。

我们再回到本节的字符串问题上,在讲述字符串拷贝函数前,我们再来回忆一下c语言中的字符串。

我们知道,c语言中的字符串有两种定义的方法,分别是:

  1. char str1[] = "hello world";  //栈区字符串 
  2. char* str2 = "hello world";  //数据常量区字符串 

那么这两种在使用起来究竟有什么区别呢?答案是第一行定以后,操作系统给它分配的是栈区内存,而第二行通过指针形式来定义字符串的话,它分配的内存区在数据的常量区,意味着它的值是不可更改的:

  1. str1[0] = 'm';  //正确,字符数组可以修改 
  2. str2[0] = 'm';  //错误,常量区不可修改 

所以,在常量区,如果我们两个内容相同但变量不同的指针变量,其实它们指向的是同一块内存:

  1. char* str1 = "hello world";   
  2. char* str2 = "hello world";   
  3. printf("%p\n",str1); 
  4. printf("%p\n",str2); 

上面两行代码中,我们将str1与str2指向的内存地址分别打印出来,发现他们的值是一样的,为什么呢,这是因为常量区内存的值是只读的,我们即便声明两个不同的变量,只要他们的值是相同的,那么两个变量指向的就是同一块内存区域。

这里值得注意的是,在c++中,字符串指针与c语言中稍有区别,c++中直接将字符串指针做了增强处理,因为c++中规定字符串指针必须用const修饰,例如在c++中这样定义,编译器会直接报错:

  1. char* str = "hello world";  //直接报错 
  2. const char * str = "hello world";  //正确 

而在实际开发过程中,我们使用字符串一般使用数组形式,不太建议使用指针字符串形式,也即:

  1. char str[] = "hello world";  //建议使用 
  2. char* str = "hello world";  //不建议使用 

所以,这方面细微的差别请大家注意。

二、字符串长度问题

我们知道c语言中的字符串是以 '\0' 为结尾的,也就是说你在声明一个字符串的时候,系统会自动为你的结尾添加上一个以 '\0' 为结尾的结束字符,而且,printf 在每打印一个字符就会检查当前字符是否为 ‘\0’ ,直到遇到 '\0' 立马停止。这里最容易混淆的的是字符串的长度,我们来看下面两行代码:

我们先来看下面两行代码:

  1. char str1[] = "hello"
  2. char* str2 = "hello"
  3. printf("%d\n", sizeof(str1));  //输出结果为 6 
  4. printf("%d\n", sizeof(str2));  //输出结果为 4 或者 8 

那么为什么在使用 sizeof 计算字符串长度,两者计算出来的结果不一样呢,而且第一行长度还不是我们想要的,不应该是 5 才对吗?这是因为在声明一个字符串的时候,系统会自动为你的结尾添加上一个以 '\0' 为结尾的结束字符,内存模型如下:

所以,对于上面两行代码,实际上它们的长度都为 6 才对。那为什么第二行输出却为 4 呢,这是因为第二行我们定义的是一个字符串指针,它指向一个常量区的字符串,而 sizeof 操作符操作这个指针的时候,实际上计算的是这个指针的字节长度,而一个指针在x86系统下占有长度为 4 字节,在x64环境下占有长度为 8 字节,所以,在实际上我们计算字符串长度的时候,一般会用 strlen() 这个函数,但是要注意,strlen 计算字符串也是以 '\0' 为结束的,也就是说,strlen() 函数会不断判断当前字符是否为 '\0',如果是的话,立马结束,这个特点与printf函数一样,两者都是碰到 '\0' 就立马结束:

  1. char str1[] = "abc"
  2. char str2[] =  {'a''\0''c'}; 
  3. char str3[] =  {'a''b''c''\0'}; 
  4. char* str4 = "abc"
  5. printf("%d\n", strlen(str1));  //输出结果为 3 
  6. printf("%d\n", strlen(str2));  //输出结果为 1 
  7. printf("%d\n", strlen(str3));  //输出结果为 3 
  8. printf("%d\n", strlen(str4));  //输出结果为 3 

上面就是c语言中的字符串长度函数,在使用过程中千万要注意。

三、C语言中的字符串拷贝函数

1) strcpy()

  1. #include  
  2. char *strcpy(char *dest, const char *src); 
  3. //功能:把src所指向的字符串复制到dest所指向的空间中,'\0'也会拷贝过去 
  4. 参数: 
  5.   dest:目的字符串首地址 
  6.   src:源字符首地 
  7. 返回值: 
  8.   成功:返回dest字符串的首地址 
  9.   失败:NULL 

示意代码如下:

  1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
  2.   #include  
  3.   char str[10] = { 0 }; 
  4.   char str1[] = "hello"
  5.   char* mystr = strcpy(str, str1);  将strcpy返回的指针保存到mystr里面 
  6.   printf(mystr); 

内存模型如下:

由于是逐个拷贝,意味着哪怕在字符串的中间遇到了 '\0' 字符,也会结束拷贝。

这里边要注意两个问题:第一,必须保证 dest 所指向的内存空间足够大,否则可能会造成缓冲溢出的错误;第二,由于本身strcpy函数是一个非安全函数,所以编译器会弹出警告,要想忽略,请在程序最开头添加宏定义代码:

  1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 

2)strncpy()

  1. #include  
  2. char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n); 
  3. 功能: 
  4.   把src指向字符串的前n个字符复制到dest所指向的空间中, 
  5.   是否拷贝结束符看指定的长度是否包含'\0'。 
  6. 参数: 
  7.   dest:目的字符串首地址 
  8.   src:源字符首地址 
  9.   n:指定需要拷贝字符串个数 
  10. 返回值: 
  11.   成功:返回dest字符串的首地址 
  12.   失败:NULL 

这个函数与strcpy类似,这里不再累赘。

3)strcat()

  1. #include  
  2. char *strcat(char *dest, const char *src); 
  3. 功能:将src字符串连接到dest的尾部,‘\0’也会追加过去 
  4. 参数: 
  5.   dest:目的字符串首地址 
  6.   src:源字符首地址 
  7. 返回值: 
  8.   成功:返回dest字符串的首地址 
  9.   失败:NULL 

这是一个字符串追加函数,将 src 指向的字符串追加到 dest 指向的字符串后面,同样,结束符 '\0' 也会追加过去:

  1. #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 
  2.   #include  
  3.   char str[] = "123"
  4.   char str1[] = "hello"
  5.   char* mystr = strcat(str, str1); 
  6.   printf("%s\n%p", mystr, mystr);   
  7.   //输出结果为:123hello 

但是同样注意的是,目标字符串 dest 要有足够大的缓冲区来接收,否则会报错,内存模型如下:

4)strncat()

  1. #include  
  2. char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n); 
  3. 功能:将src字符串前n个字符连接到dest的尾部,‘\0’也会追加过去 
  4. 参数: 
  5.   dest:目的字符串首地址 
  6.   src:源字符首地址 
  7.   n:指定需要追加字符串个数 
  8. 返回值: 
  9.   成功:返回dest字符串的首地址 
  10.   失败:NULL 

这个函数与strcat类似,只不过指定了追加的数量。

5)strcmp()

  1. #include  
  2. char *strcat(char *dest, const char *src); 
  3. 功能:将src字符串连接到dest的尾部,‘\0’也会追加过去 
  4. 参数: 
  5.   dest:目的字符串首地址 
  6.   src:源字符首地址 
  7. 返回值: 
  8.   成功:返回dest字符串的首地址 
  9.   失败:NULL 

作用是对两个字符串的ASCII码进行比较,输出不同结果,经常用于判断两个字符串是否相等,示例代码如下:

  1. char *str1 = "hello world"
  2. char *str2 = "hello mike"
  3.  
  4. if (strcmp(str1, str2) == 0) 
  5.   printf("str1==str2\n"); 
  6. else if (strcmp(str1, str2) > 0) 
  7.   printf("str1>str2\n"); 
  8. }   
  9. else 
  10.   printf("str1); 

6)strncmp()

  1. #include  
  2. int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n); 
  3. 功能:比较 s1 和 s2 前n个字符的大小,比较的是字符ASCII码大小。 
  4. 参数: 
  5.   s1:字符串1首地址 
  6.   s2:字符串2首地址 
  7.   n:指定比较字符串的数量 
  8. 返回值: 
  9.   相等:0 
  10.   大于:> 0 
  11.   小于: < 0 

这个函数作用也是与strcmp类似,不再累赘。

7)sprintf()

  1. #include  
  2. int sprintf(char *str, const char *format, ...); 
  3. 功能:根据参数format字符串来转换并格式化数据, 
  4.       然后将结果输出到str指定的空间中, 
  5.       直到出现字符串结束符 '\0' 为止。 
  6. 参数: 
  7.   str:字符串首地址 
  8.   format:字符串格式,用法和printf()一样 
  9. 返回值: 
  10.   成功:实际格式化的字符个数 
  11.   失败: - 1 

示例代码如下:

  1. char dst[100] = { 0 }; 
  2.   int a = 10; 
  3.   char src[] = "hello"
  4.   int len = sprintf(dst, "a=%d, src=%s", a, src); 
  5.   printf("dst: %s\n", dst);  输出 a=10,src=hello 
  6.   printf("len = %d\n", len);  输出14 

下面再介绍几个字符串操作函数,但这几个使用频率比较小:

8) sscanf()

  1. #include  
  2. int sscanf(const char *str, const char *format, ...); 
  3. 功能:从str指定的字符串读取数据, 
  4.   并根据参数format字符串来转换并格式化数据。 
  5. 参数: 
  6.   str:指定的字符串首地址 
  7.   format:字符串格式,用法和scanf()一样 
  8. 返回值: 
  9.   成功:参数数目,成功转换的值的个数 
  10.   失败: - 1 

示例代码:

  1. char src[] = "a=10, b=20"
  2.   int a; 
  3.   int b; 
  4.   sscanf(src, "a=%d,  b=%d", &a, &b); 
  5.   printf("a:%d, b:%d\n", a, b); 
  6.   输出:a:20,b:20 

sscanf与scanf类似,都是用于输入的,只是后者以屏幕(stdin)为输入源,前者以固定字符串为输入源。

9) strchr()

  1. #include  
  2. char *strchr(const char *s, char c); 
  3. 功能:在字符串s中查找字母c出现的位置 
  4. 参数: 
  5.   s:字符串首地址 
  6.   c:匹配字母(字符) 
  7. 返回值: 
  8.   成功:返回第一次出现的c地址(注意是地址,不是字符数组索引) 
  9.   失败:NULL 

示例代码:

  1. char src[] = "ddda123abcd"
  2. char *p = strchr(src, 'a'); 
  3. printf("p = %s\n", p); 
  4. 输出:p=a123abcd 

10)strstr()

  1. #include  
  2. char *strstr(const char *haystack, const char *needle); 
  3. 功能:在字符串haystack中查找字符串needle出现的位置 
  4. 参数: 
  5.   haystack:源字符串首地址 
  6.   needle:匹配字符串首地址 
  7. 返回值: 
  8.   成功:返回第一次出现的needle地址 
  9.   失败:NULL 

这个函数与上一个 strchr 功能类似,只不过查找的内容是字符串,而非字单个字符。

11) strtok()

  1. #include  
  2. char *strtok(char *str, const char *delim); 
  3. 功能:将字符串分割成一个个片段,  
  4.       当strtok()在参数str的字符串中发现参数delim中包含的分割字符时,  
  5.       则会将该字符改为\0 字符,当连续出现多个时只替换第一个为\0, 
  6.       该函数会破坏原有字符串。 
  7. 参数: 
  8.   str:指向欲分割的字符串 
  9.   delim:为分割字符串中包含的所有字符 
  10. 返回值: 
  11.   成功:分割后字符串首地址 
  12.   失败:NULL 

示例代码:

  1. char a[100] = "www.baidu.com"
  2. char *p = strtok(a, "."); 
  3. while (p != NULL
  4. {   
  5.   printf("%s\n", p);   
  6.   p = strtok(NULL"."); 
  7. 输出:www baidu com 

以上,就是本文的全部内容了。

来源:编码珠玑内容投诉

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