一篇看懂 C语言常用字符串函数，全网最全整理！

作者: 不会编程的程序圆 | 来源:发表于2020-02-11 14:49 被阅读0次

看下去一定对你有帮助！有帮助就点个赞吧

字符串函数指的是头文件 stdio.h 中的输入输出函数和头文件string.h里定义的我们平时直接使用的函数。
一下是本节重点讲解的 10 个函数。对于生僻点的字符串函数我们以后再讲。

putchar & getchar
strlen & strnlen_s
strcmp & strncmp
strcpy & strncpy
strcat & strncat

这些函数我们到处在用，可你有没有想过，究竟这些函数是怎么声明和定义的？他们远没有你想的那么简单。

以下被划掉的部分如果你理解，那是最好。不理解不可以不用纠结，~~慢慢来~~

image

（一）putchar & getchar

putchar

int putchar( int ch )
头文件：stdio.h
定义：写字符 ch 到 stdout 。在内部，字符于写入前被转换到 unsigned char 。
stdout：标准输出我们后面会单独讲
意思就是：向标准输出写入一个字符
~~等价于 putc(ch, stdout) 。~~
参数： ch 要被写入的字符串
返回值：
成功时返回写入的字符。
失败时返回 EOF ~~并设置 stdout 上的错误指示器~~
EOF（end of file）是一个宏，值为 -1

第一次看到这个函数的返回类型和参数类型我其实很懵：
嗯？
我输入的不是 char 类型的吗？怎么参数类型是 int ?
我看到的不是 char 类型的 A 吗？怎么返回类型是 int？

image

其实，输出是什么不代表返回就是什么。scanf还返回整数呢，照样可以输出汉字。

下面的程序帮助大家理解：

int main(void) {

    char ch = 'A';

    int a = 0;

    a = putchar(ch);

    printf("\n%d", a);

    return 0;

}

输出：

A
65

上面我说慢慢来的时候也许有同学不屑：“这还用慢慢来？早会了！”
那好吧，putchar 的上面的定义中说它等价于 putc
要不我们再来看看 putc 是怎么定义的？与 putc 类似的还有个 fputc
要想真正理解它们还得看看 ferror，一个个来呗？

image
A watched pot never boils —— 心急吃不了热豆腐

getchar

int getchar(void)
头文件：stdio.h
定义：
从 stdin 读取下一个字符。
~~等价于 getc(stdin) 。~~
也就是从标准输入读入一个字符
参数：无
返回值：
成功时为获得的字符
失败时为 EOF 。

getchar的返回值有什么用？

如何退出下面程序中的 while循环？
可以自己打出来先测试一下。

int main(void) {

    int ch;
    
    while ((ch = getchar()) != EOF) {
        putchar(ch);
    }

    printf("EOF\n");
    //退出循环的方式可能有两种：
    //1.程序被关闭。EOF不会输出
    //2.退出了循环，程序继续向下运行。EOF会被输出

    return 0;
}

后面还会继续详细讲解这部分知识。可以自行思考一下，也可以查阅资料看看。
我做了一个便于理解的图示，如果现在就想看，在公众号回复[0206]查看。

为了减少冗余，下面的程序我只写 main 函数部分，
但是在你写程序到时候你要记得引用头文件 string.h

（二）strlen & strnlen_s

帮你理解：
strlen： string lenth

strlen

size_t strlen( const char *str )
头文件：string.h
参数：str - 指向要检测的空终止字符串的指针
返回值：空终止字节字符串 str 的长度。

定义：返回给定空终止字符串的长度，即首元素为 str 所指，且不包含首个空字符的字符数组中的字符数。
若 str 不是指向空终止字节字符串的指针则行为未定义。

什么是空终止字节字符串？
空终止字节字符串（ NTBS ）是尾随零值字节（空终止字符）的非零字节序列。字节字符串中的每个字节都是一些字符集的编码。例如，字符数组 {'\x63','\x61','\x74','\0'} 是一个以 ASCII 编码表示字符串 "cat" 的 NTBS 。

strnlen_s

size_t strnlen_s( const char *str, size_t strsz )
头文件：string.h
参数：
str - 指向要检测的空终止字符串的指针
strsz - 要检测的最大字符数量
返回值：
成功时为空终止字节字符串 str 的长度，若 str 是空指针则为零，若找不到空字符则为 strsz 。

定义：
除了若 str 为空指针则返回零，而若在 str 的首 strsz 个字节找不到空字符则返回 strsz 。
若 str 指向缺少空字符的字符数组且该字符数组的大小 < strsz 则行为未定义；~~换言之， strsz 的错误值不会暴露行将来临的缓冲区溢出。~~

strlen 与 strnlen_s 的区别与用法

1.空指针

int main() {

    char* str = NULL;
    
    //str为空指针，行为未定义。程序会崩溃
    printf("%d\n", strlen(str));
    
    //str为空指针，返回 0
    printf("%d\n", strnlen_s(str, 1));

    return 0;
}

2.没有终止符的字符串数组当作函数参数

int main() {

    char str[] = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O', };
    
    printf("%d\n", strlen(str));

    printf("%d\n", strnlen_s(str, (size_t)sizeof(str)));

    return 0;
}

猜一猜会输出什么？

19
5

当我们不清楚字符串中有没有 '\0' 时，我们要小心使用 strlen
strlen 只有遇到 '\0' 才会停止，这造成的潜在的数组越界风险。

3. 当 strsz > str的大小时
1）若 str 有终止符

int main() {

    char str[] = { 'H', 'I', '!', 0 };

    printf("%d\n", strnlen_s(str, 5));

    return 0;
}

若 str 无终止符，行为未定义

int main() {

    char str[] = { 'H', 'I', '!'};

    printf("%d\n", strnlen_s(str, 5));

    return 0;
}

最后，对于 strnlen_s来说如果 strsz < str数组大小，直接返回 strsz

strlen 详解

const的作用

size_t strlen( const char *str )

const 的作用是什么？
简单来说，如果你不希望这个函数改变你传入的数组，const 具有保护作用，使得 strlen 函数内部无法改变 str 数组每个元素的值。

const详解可以参考这篇文章：
点击查看

mystrlen

mystrlen 的写法有很多，如果你的编译器是 VS，你甚至可以直接看编译器是如何去写的。
一下提供一种比较简洁的写法供大家参考：

不难（你细品

int mystrlen(const char* str) {
    
    char* end = str;
    
    while ( *end++ );

    //退出while循环时，多加了一次 1
    return (end - start - 1);

}

int main() {

    char* str = "Hello World!";

    printf("%d\n", mystrlen(str));

    return 0;
}

image

(三) strcmp & strncmp

如何记忆？
strcmp:string compare
lhs:left-hand side
rhs:right-hand side

strcmp

int strcmp( const char *lhs, const char *rhs )
头文件：string.h
参数：
lhs, rhs - 指向要比较的空终止字节字符串的指针
返回值：
若字典序中 lhs 先出现于 rhs 则为负值。
若 lhs 与 rhs 比较相等则为零。
若字典序中 lhs 后出现于 rhs 则为正值。

什么是字典序？
简单理解就是在字母表中出现的顺序。
记法小窍门：
lhs ASCII码值大就为正否则为负
解释：ASCII值大在字典序中肯定靠后，是后出现的

定义：
以字典序比较二个空终止字节字符串。
结果的符号是被比较的字符串中首对不同字符（都转译成 unsigned char ）的值间的差的符号。
若 lhs 或 rhs 不是指向空终止字节字符串的指针，则行为未定义。

strncmp

int strncmp( const char *lhs, const char *rhs, size_t count )
头文件：string.h
参数：
lhs, rhs - 指向要比较的可能空终止的数组的指针
count - 要比较的最大字符数
返回值：
若字典序中 lhs 先出现于 rhs 则为负值。
若 lhs 与 rhs 比较相等，或若 count 为零，则为零。
若字典序中 lhs 后出现于 rhs 则为正值。

定义：
比较二个可能空终止的数组的至多 count 个字符。按字典序进行比较。不比较后随空字符的字符。
结果的符号是被比较的数组中首对字符（都转译成 unsigned char ）的值间的差的符号。
若出现越过 lhs 或 rhs 结尾的访问，则行为未定义。若 lhs 或 rhs 为空指针，则行为未定义。

strcmp 与 strncmp 比较

1. lhs 或 rhs 为非空终止字符字符串

int main() {

    char str2[3] = { 'J', 'I', 'M' };
    //'M' 后的字符是不可预测的。但是肯定都比0大，所以输出 0 或 1
    //你可以试试将 str1 也改为 str2 的数组形式， 试试结果会不会为 -1
    char str1[3] = "JIM";
    
    printf("%d\n", strcmp(str1, str2));
    

    return 0;
}

2. count 的作用

int main() {

    char* str1 = "Helloa";
    char* str2 = "HelloA";

    printf("%d\n", strcmp(str1, str2));
    //输出 1, str1 > str2
    
    printf("%d\n", strncmp(str1, str2, 5));
    //输出 0， str1 = str2
    return 0;
}

3. "Hello" 与 "Hello " 的区别？
字符串 "Hello" 是小于字符串 "Hello " 的。（用strcmp函数检测）
因为最后一次字符比较是 '\0' 与 ' '比较，
'\0' ASCII码值为 0， ' ' ASCII码值为 32
如图：

image

int main() {

    char* str1 = "Hello";
    char* str2 = "Hello ";

    printf("%d\n", strcmp(str1, str2));
    printf("%d\n", strncmp(str1, str2, 10));

    return 0;
}

输出：

-1
-1

mystrcmp

先想后做，事半功倍：

按字符比较，都相等返回0；
出现不相等，返回 *lhs - *rhs 的差值
*lhs 或 *rhs 遇到 '\0' 退出循环返回差值

int mystrcmp(char* str1, char* str2) {
    
    while (1) {
        if (*str1 != *str2)
            break;
        else if (*str1 == 0)
            break;
        else
            ++str1, ++str2;
    }

    return (*str1 - *str2);
}

int main() {

    char* str1 = "Hello";
    char* str2 = "Hello";

    printf("%d\n", mystrcmp(str1, str2));

    return 0;
}

上面的 mystrcmp 看着很笨，当然是可以改进的。
自己思考一下。
答案放在了我的GitHub上。点击查看
对你有帮助，麻烦给我点个小星星哦，方便下次查看。
如果你有更好的解法，欢迎 pull request ！

胜利在望！

(四) strcpy & strncpy

帮助理解：
strcpy:string copy
dest:destination
src:source

strcpy

char *strcpy( char *dest, const char *src )
头文件：string.h
参数：
dest - 指向要写入的字符数组的指针
src - 指向要复制的空终止字节字符串的指针
返回值：
返回 dest 的副本

定义：
复制 src 所指向的空终止字节字符串，包含空终止符，到首元素为 dest 所指的字符数组。
若 dest 数组长度不足则行为未定义。
若字符串覆盖则行为未定义。
若 dest 不是指向字符数组的指针或 src 不是指向空终止字节字符串的指针则行为未定义。

strncpy

char *strncpy( char *dest, const char *src, size_t count )
头文件：string.h
参数：
dest - 指向要复制到的字符数组的指针
src - 指向复制来源的字符数组的指针
count - 要复制的最大字符数
返回值：
返回 dest 的副本

定义：
复制 src 所指向的字符数组的至多 count 个字符（包含空终止字符，但不包含后随空字符的任何字符）到 dest 所指向的字符数组。
若在完全复制整个 src 数组前抵达 count ，则结果的字符数组不是空终止的。
若在复制来自 src 的空终止字符后未抵达 count ，则写入额外的空字符到 dest ，直至写入总共 count 个字符。
若字符数组重叠，
若 dest 或 src 不是指向字符数组的指针（包含若 dest 或 src 为空指针），
若 dest 所指向的数组大小小于 count ，
或若 src 所指向的数组大小小于 count 且它不含空字符，
则行为未定义。

strcpy 与 strncpy 的未定义行为

1. dest 和 src 一定不能是空终止字节字符串，且要指向字符串
2. dest 与 src 覆盖
从 C99起 strcpy函数原型变成了这样：
char *strcpy( char *restrict dest, const char *restrict src )
restrict 表示两个字符串是不重叠的
重叠并不是重复一样的意思。这一点我们目前不去深入。

3. dest 长度小于 src

int main() {

    char* str1 = "Hello";
    char* str2 = "Hello World";

    strcpy(str1, str2);
    strncpy(str1, str2, 12);

    puts(str1);

    return 0;
}

这样写是可以通过编译的，但是你要知道这样做实际上已经越界了。

如果用数组的形式定义字符串，编译器才会报错。
可以看出，在这种情况下。编译器对数组更为敏感，数组的写法也更加安全。

int main() {

    char str1[] = "hello";
    char str2[] = "hello world";
    
    //两个函数都会报错
    strcpy(str1, str2);
    //strncpy(str1, str2, 12);

    puts(str1);

    return 0;
}

4. strncpy：dest 大小小于 count
这点其实 3 也说明了。
对于 strcpy 来说， dest 的大小不能小于 src
而 strncpy 只需要 dest 的大小不小于 count 即可

5. src 大小小于 count 且 src 不含空字符

int main() {

    char str1[] = "Hello World";
    char str2[] = { 'H', 'e', 'l','l', 'o' };

    strncpy(str1, str2, 10);

    puts(str1);

    return 0;
}

输出：

Hello烫烫蘢

其实这也不难理解，strncpy 需要 '\0' 来判断 src 是否写完。
如果有 src 结尾有'\0' ，这时如果 count 还没有写满
函数会向 dest 中写入 '\0' 直到写满 count
但是如果 src 没有 '\0' 那么函数不知道 src 已经结束，而继续写入后面的内容，结果可想而知，是不可预测的。

mystrcpy

#include<assert.h>

char* mystrcpy(char* str1, char* str2) {
    
    assert(str1 != NULL && str2 != NULL);
    assert(strlen(str1) >= strlen(str2));

    //核心代码从这里开始， 上面的不懂可以加QQ群问我（群在我公众号关注回复的消息里）
    char* after = str1;

    while (*str1++ = *str2++);

    return after;
}

int main() {

    char* str1 = "HI!!!";
    char* str2 = "Hello";

    mystrcpy(str1, str2);
    puts(str1);

    return 0;
}

（五）strcat & strncat

帮你理解：
strcat：string catenate 字符串连接

strcat

char *strcat( char *dest, const char *src )
头文件：string.h
参数：
dest - 指向要后附到的空终止字节字符串的指针
src - 指向作为复制来源的空终止字节字符串的指针
返回值：
返回 dest 的副本

定义：
后附 src 所指向的空终止字节字符串的副本到 dest 所指向的空终止字节字符串的结尾。字符 src[0] 替换 dest 末尾的空终止符。产生的字节字符串是空终止的。
若目标数组对于 src 和 dest 的内容以及空终止符不够大，则行为未定义。
若字符串重叠，则行为未定义。
若 dest 或 src 不是指向空终止字节字符串的指针，则行为未定义。

strncat

char *strncat( char *dest, const char *src, size_t count )
头文件：string.h
参数：
dest - 指向要后附到的空终止字节字符串的指针
src - 指向作为复制来源的字符数组的指针
count - 要复制的最大字符数
反回值：
返回 dest 的副本

定义：
后附来自 src 所指向的字符数组的至多 count 个字符，到 dest 所指向的空终止字节字符串的末尾，若找到空字符则停止。字符 src[0] 替换位于 dest 末尾的空终止符。始终后附终止空字符到末尾（故函数可写入的最大字节数是 count+1 ）。
若目标数组没有对于 dest 和 src 的首 count 个字符加上终止空字符的足够空间，则行为未定义。
若源与目标对象重叠，则行为未定义。
若 dest 不是指向空终止字节字符串的指针，或 src 不是指向字符数组的指针，则行为未定义。

strcat 与 strncat 用法解读

1. strcat：dest >= dest + src + '\0'

int main() {

    char str1[11] = "Hello";
    char* str2 = " World";
    
    //11刚好可以放下"Hello World"，但是因为没有'\0' 的位置，程序崩溃。
    strcat(str1, str2);
    puts(str1);

    return 0;
}

2. strcpy：dest 或 src 不是空终止字节字符串

int main() {

    char str1[11] = "Hello";
    char str2[3] = {'J', 'I', 'M'};//程序崩溃
    
    strcat(str1, str2);
    puts(str1);

    return 0;
}

3. strncpy：dest 不是空终止字节字符串？

int main() {

    char str1[11] = {'H', 'I'};
    char str2[3] = { 'J', 'I', 'M' };

    strncat(str1, str2, 3);
    puts(str1);

    return 0;
}

正确地输出了：

HIJIM

可以看出 strncpy 具有某种优化，即使 dest 没有空字符，它也能正确找到正确的后缀位置
即使 src 没有空字符，也可以在新的 dest 后加上空字符

mystrcat

char* mystrcat(char* str1, char* str2) {
    //这一步请细品
    while (str1[strlen(str1)] = *str2++);

    return str1;
}

int main() {

    char str1[8] = "Hi";
    char str2[4] = "YOU";

    mystrcat(str1, str2);
    puts(str1);

    return 0;
}

写在后面

image
说了半天，其实就是想带大家过一遍我们常用的字符串函数。
里面肯定有你忽略的知识点，希望大家一定不要放过一些细节，一定要多想，一定要多写代码。
重要的事说三遍。
再有就是，不要嫌麻烦。
毕竟你看完可能只要 10 分钟，我写要写好几个小时。

其实这也只是入门的基础概念，真的要学会还是要拿来用。
具体使用有机会再总结吧。

更多精彩内容：

指针入门
 你不知道的素数判断方法

如果你找到了文章的错误，请一定留言/评论/QQ群告诉我，如果你给的建议好，我会在文中加上你的内容并且加上你的ID。

你也可以在 GitHub 上提交请求，这样也会让你上榜留名哦！
Github会在 公众号上发布 1~2天后发布。
喜欢就点个小星星吧，下次方便查看

关注我的公众号，获取第一时间更新：

扫码关注我！！

以上，感谢观看！

参考资料：cppreference.com

一篇看懂 C语言常用字符串函数，全网最全整理！

（一）putchar & getchar

putchar

getchar

getchar的返回值有什么用？

（二）strlen & strnlen_s

strlen

strnlen_s

strlen 与 strnlen_s 的区别与用法

strlen 详解

const的作用

mystrlen

(三) strcmp & strncmp

strcmp

strncmp

strcmp 与 strncmp 比较

mystrcmp

(四) strcpy & strncpy

strcpy

strncpy

strcpy 与 strncpy 的未定义行为

mystrcpy

（五）strcat & strncat

strcat

strncat

strcat 与 strncat 用法解读

mystrcat

写在后面

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

C语言

一篇看懂 C语言常用 字符串函数，全网最全整理！

（一）putchar & getchar

putchar

getchar

getchar的返回值有什么用？

（二）strlen & strnlen_s

strlen

strnlen_s

strlen 与 strnlen_s 的区别与用法

strlen 详解

const的作用

mystrlen

(三) strcmp & strncmp

strcmp

strncmp

strcmp 与 strncmp 比较

mystrcmp

(四) strcpy & strncpy

strcpy

strncpy

strcpy 与 strncpy 的未定义行为

mystrcpy

（五）strcat & strncat

strcat

strncat

strcat 与 strncat 用法解读

mystrcat

写在后面

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

C语言

一篇看懂 C语言常用字符串函数，全网最全整理！