有关字符串的那些库函数

大家好，很久没有发文章了，首先祝读者们新年快乐哈！

今天主要讲一讲C语言中有关字符串的那些库函数。大家知道，“串”在C语言中是一个比较特殊的存在，因为C语言中没有这样一种类型，只是将一个一个的字符存放在了数组里，便得到了我们所说的字符串。

然而字符串的使用却非常的广泛，因此掌握一些常用的字符串操作函数非常的重要，下面就讲一讲那些最常用到的有关字符串的库函数：strlen, strcat, strncat, strcpy, strncpy, strcmp, strncmp, strstr, strtok, strerror. 以及四个内存操作函数：memset, memcpy, memmove, memcmp.（注：以上库函数均在头文件<string.h>中）

1.strlen

strlen用于计算一个字符串的长度，及字符串中所含字符的个数，其函数原型为：size_t strlen(const char* str);函数参数是指向字符串的指针，返回类型为无符号整型。需要注意的是，strlen只关注字符串中有没有\0，也就是说，它只计算\0以前的字符的个数，且不包含\0，这一点和关键字sizeof要区分开，sizeof是计算变量所占空间大小，单位是字节。

2.strcat与strncat

strcat是在一个字符串后追加另一个字符串的内容，其函数原型为：char* (char* destination, const char* source); 从参数名称即可看出第一个参数为指向目的地字符串的指针，第二个为指向源头字符串的指针，该函数将source指针所指的字符串中的内容追加到destination指针所指向的字符串的后面。不难想到，该函数会先找到destination指针所指向的字符串的结束标志，即\0，然后从此处开始追加source指针所指向的字符串的内容，直到其出现\0为止，且该\0也会被追加到destination所指向的字符串中。

通过以上分析，可以总结出要注意的几点事项：

1.destination指针指向的空间必须足够大，可以装下追加后的内容，否则会出现内存使用错误。

2.source指针指向的字符串必须以\0结束，这样追加后destination指针指向的字符串才有结束标志。

至于strncat，其用法与strcat十分相似，其函数原型为：char* (char*  destination, const  char*  source,  size_t  num); 比strcat多了一个num，即只在destination指向的字符串后追加num个字节的内容。（后strncmp，strncpy与此类似。）

这时就涉及到num与source指针指向的字符串所占空间大小的关系问题：（1）num小于source指针指向的字符串所占空间时，会在追加完后主动补一个\0; (2) num大于等于source指针指向的字符串所占空间时，该函数将source指针指向的字符串追加到destination指针指向的字符串后就结束了。（要保证source指针指向的字符串有\0作为结束标志）也就是说不会补很多\0。

强调一点：字符串自己给自己追加时只能用strncat，用num控制追加字节数，因为自己给自己追加时会改变其字符串本身，将\0给覆盖掉了，这时source指针指向的字符串也没有最后的\0,使用strcat会造成错误！

3.strcpy与strncpy

strcpy函数原型为：char*  (char* destination, const char* source);  作用是将source指针指向的字符串拷贝到destination指针指向的字符串中。注意事项：（1）destination指针指向的字符串所占空间必须足够大，可以装下source指针指向的字符串。（2）source指针指向的字符串必须要以\0作为结束标志。

类似的，strncpy将source指针指向的字符串中的前num个字节的内容拷贝到destination指针指向的字符串中，注意当num大于source指针指向的字符串所占空间时会补\0,补够num个字节。而当num小于source指针指向的字符串所占空间时不会补\0。

4.strcmp与strncmp

strcmp函数原型为：int strcmp(const  char*  str1,  const  char*  str2);该函数会比较两个字符串的“大小”，这里的“大小”是逐个比较两个字符串中每个字符的ASCII值，当两个字符ASCII值相等时比较下一个字符，直到两个字符的ASCII值不等或者都遇到了\0。注意该函数的返回类型为int，（上面介绍的库函数返回类型均为char*，方便进行链式访问）表示：

（1）当str1指向的字符串“大于”str2指向的字符串时，返回大于0的整型。

（2）当str1指向的字符串“小于”str2指向的字符串时，返回小于0的整型。

（1）当str1指向的字符串“等于”str2指向的字符串时，返回0。

与前面一样，strncmp只是多了一个参数num，表示时只比较两个字符串的前num个字节。

5.strstr

strstr函数原型为：char*  strstr (const  char* str1，const  char*  str2); 该函数会在str1所指向的字符串中查找str2所指向的字符串（即查找子串），若str1指向的字符串中包含str2指向的字符串，函数会返回str1指向的字符串中第一次出现str2指向的字符串的首字符的地址，即char* 的指针。

有点乱，举个例子：若str1指向的字符串为"abcdefbcde",str2指向的字符串为"bcde",因为"abcdefbcde"中包含"bcde"，所以该函数会返回一个char* 的指针，指向"abcdefbcde"中第一个‘b’。

至于该函数的具体实现，有一个叫做KMP模式匹配法的算法，有兴趣的同学可以自己在网上搜一搜，这里就不做讲解了。

6.strtok

strtok函数原型为char*  strtok (char* str,  const  char*  delimiters); 其第二个参数为一个char* 的指针，指向的内容为类似于‘，’    ‘：’等的分隔符，str为指向字符串的指针，其内容可能有第二个参数指向的字符。

该函数的作用是按分隔符的内容为标志，在str指向的字符串中寻找分隔符，并将其置为\0，有分割字符串的意思，返回一个char*的指针，指向被分割出来的子字符串（因为已经将分隔符置为\0,返回该\0之前的那个子字符串的首元素地址没有问题）。

注意事项：

（1）strtok函数会改变被操作的字符串，所以使用时通常将一份临时拷贝的字符串传给该函数，并且该拷贝的字符串是可修改的。

（2）当调用该函数第一个实参不为NULL时，该函数会从str指向的字符串中第一个字符开始找分隔符，找到第一个分割符将其置为\0并记住（保存）该位置。

（3）当调用该函数的第一个参数为NULL时（此时通常前面调用过该函数且第一个实参不为NULL），该函数会从之前那个字符串中保存的位置开始寻找分隔符，将其置为\0并记住（保存）该位置。

（4）当字符串中不存在分隔符，则返回NULL。（第一次调用strtok时若字符串中不存在分隔符，则返回指向该字符串的指针）

7.strerror

strerror函数原型为char* strerror(int  errnum)；参数errnum为错误码，通常用errno这个全局变量。先讲一讲错误码，在C中有很多的错误信息并为他们设置了错误码（int型）。当库函数使用时，若发生错误（类似与内存开辟失败等等）会把errno这个全局的错误变量设置为本次执行库函数产生的错误码，而strerror可以将错误码翻译成错误信息。

注意：errno是C语言提供的全局变量，可以直接使用，在头文件<errno.h>中。

以上是常用的关于字符串操作的库函数，下面介绍四个内存操作函数。顾名思义，这几个函数可以操作任意类型的数据，而不仅仅局限于字符串。注意：这四个库函数也包含在头文件<string.h>中，且这些内存操作函数是以字节为单位操作数据的（所以这类函数都有一个size_t   num的参数，用于控制操作的字节数）。

8.memcpy

memcpy的函数原型为：void*  memcpy(void*  destination, const  void*  source,  size_t  num); 由于可以操作任意类型的数据，所以该函数返回类型、形参都是void*的指针（下同）。该函数的作用是将source指向的内容拷贝到destination指向的空间，且只拷贝num个字节。注意事项：

（1）该函数拷贝且只拷贝num个字节，遇不遇到\0与拷贝是否停止没有关系。

（2）在C语言语法规定中，该函数只能用于拷贝内存块不重叠的数据，若用于拷贝内存块重叠的部分，则会导致未定义的行为。（这只是C语言的语法规定，经过这些年的发展，有些编译器为了方便，即使内存块有重叠也能成功拷贝，如VS编译器）

9.memmove

memmove的函数原型为：void*  memmove(void*  destination, const  void*  source,  size_t  num); 与memcpy一模一样，功能也基本一样，唯一的不同就是该函数可以处理内存块重叠的拷贝，比memcpy的功能更强大一些。

10.memcmp

memcmp的函数原型为：int  memcmp(const  void*  ptr1,  const  void*  ptr2,  size_t  num); 该函数功能与strcmp基本一样， 逐字节比较ptr1指向的内容和ptr2指向的内容：

（1）当ptr1指向的内容“大于”ptr2指向的字符串时，返回大于0的整型。

（2）当ptr1指向的内容“小于”ptr2指向的字符串时，返回小于0的整型。

（1）当ptr1指向的内容“等于”ptr2指向的字符串时，返回0。

注意只比较前num个字节。

11.memset

memset的函数原型为：void *  memset（void *  ptr， int  value,  size_t  num);  该函数的作用是将ptr指针指向的内存块逐字节设置为数据value，设置且只设置num个字节。由于是逐字节设置，所以value通常为0或-1， 0的补码为0000 0000（十六进制），-1的补码为ffff ffff（十六进制），可以真正的将ptr指向内容的前num个字节设置为全0或-1。

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