C語言中的字符串操作函數
本文轉載自微信公眾號「編碼珠璣」，作者劉亞曦。轉載本文請聯系編碼珠璣公眾號。
我們知道，c/c++之所以使用起來靈活，很大原因歸因于它能夠它對能夠對內存的直接操作，所以本文我主要講述一下c中的字符串操作函數。
一、常量指針與指針常量
先來補充一個上篇文章 手把手教你深入理解c/c++中的指針 我在講述指針中的一個問題，有人說常量指針與指針常量這兩個概念總是混淆怎么辦，例如：
- int a = 100;
- const int * p = &a; //常量指針，指向的值不可更改，但指向的地址可以更改
- int const * p = &a; //與上式等價
- int * const p = &a; //指針常量，指向的地址不可以更改，但指向的值可更改
那么究竟如何區分常量指針與指針常量呢，這里邊有個技巧，上篇文章中我忘記給大家說了：
從左往右看，跳過類型，看修飾哪個字符，如果是*， 說明指針指向的值不能改變，如果是指針變量，說明指針的指向不能改變，指針的值不能修改。這個原則你可以通俗理解成 “就近原則”。
那么回頭來看第一行代碼，也就是指針常量：
- const int * p = &a;
我們跳過變量類型 int ，那么const修飾的是*，所以它指向的值不能修改
第二行代碼，常量指針：
- int * const p = &a;
同樣，我們跳過int，發現const是直接修飾的p，所以它的指向不能改變。兩者有細微的差別，請大家注意。
我們再回到本節的字符串問題上，在講述字符串拷貝函數前，我們再來回憶一下c語言中的字符串。
我們知道，c語言中的字符串有兩種定義的方法，分別是：
- char str1[] = "hello world"; //棧區字符串
- char* str2 = "hello world"; //數據常量區字符串
那么這兩種在使用起來究竟有什么區別呢?答案是第一行定以后，操作系統給它分配的是棧區內存，而第二行通過指針形式來定義字符串的話，它分配的內存區在數據的常量區，意味著它的值是不可更改的：
- str1[0] = 'm'; //正確，字符數組可以修改
- str2[0] = 'm'; //錯誤，常量區不可修改
所以，在常量區，如果我們兩個內容相同但變量不同的指針變量，其實它們指向的是同一塊內存：
- char* str1 = "hello world";
- char* str2 = "hello world";
- printf("%p\n",str1);
- printf("%p\n",str2);
上面兩行代碼中，我們將str1與str2指向的內存地址分別打印出來，發現他們的值是一樣的，為什么呢，這是因為常量區內存的值是只讀的，我們即便聲明兩個不同的變量，只要他們的值是相同的，那么兩個變量指向的就是同一塊內存區域。
這里值得注意的是，在c++中，字符串指針與c語言中稍有區別，c++中直接將字符串指針做了增強處理，因為c++中規定字符串指針必須用const修飾，例如在c++中這樣定義，編譯器會直接報錯：
- char* str = "hello world"; //直接報錯
- const char * str = "hello world"; //正確
而在實際開發過程中，我們使用字符串一般使用數組形式，不太建議使用指針字符串形式，也即：
- char str[] = "hello world"; //建議使用
- char* str = "hello world"; //不建議使用
所以，這方面細微的差別請大家注意。
二、字符串長度問題
我們知道c語言中的字符串是以 '\0' 為結尾的，也就是說你在聲明一個字符串的時候，系統會自動為你的結尾添加上一個以 '\0' 為結尾的結束字符，而且，printf 在每打印一個字符就會檢查當前字符是否為 ‘\0’ ,直到遇到 '\0' 立馬停止。這里最容易混淆的的是字符串的長度，我們來看下面兩行代碼：
我們先來看下面兩行代碼：
- char str1[] = "hello";
- char* str2 = "hello";
- printf("%d\n", sizeof(str1)); //輸出結果為 6
- printf("%d\n", sizeof(str2)); //輸出結果為 4 或者 8
那么為什么在使用 sizeof 計算字符串長度，兩者計算出來的結果不一樣呢，而且第一行長度還不是我們想要的，不應該是 5 才對嗎?這是因為在聲明一個字符串的時候，系統會自動為你的結尾添加上一個以 '\0' 為結尾的結束字符，內存模型如下：
所以，對于上面兩行代碼，實際上它們的長度都為 6 才對。那為什么第二行輸出卻為 4 呢，這是因為第二行我們定義的是一個字符串指針，它指向一個常量區的字符串，而 sizeof 操作符操作這個指針的時候，實際上計算的是這個指針的字節長度，而一個指針在x86系統下占有長度為 4 字節，在x64環境下占有長度為 8 字節，所以，在實際上我們計算字符串長度的時候，一般會用 strlen() 這個函數，但是要注意，strlen 計算字符串也是以 '\0' 為結束的，也就是說，strlen() 函數會不斷判斷當前字符是否為 '\0'，如果是的話，立馬結束，這個特點與printf函數一樣，兩者都是碰到 '\0' 就立馬結束：
- char str1[] = "abc";
- char str2[] = {'a', '\0', 'c'};
- char str3[] = {'a', 'b', 'c', '\0'};
- char* str4 = "abc";
- printf("%d\n", strlen(str1)); //輸出結果為 3
- printf("%d\n", strlen(str2)); //輸出結果為 1
- printf("%d\n", strlen(str3)); //輸出結果為 3
- printf("%d\n", strlen(str4)); //輸出結果為 3
上面就是c語言中的字符串長度函數，在使用過程中千萬要注意。
三、C語言中的字符串拷貝函數
1) strcpy()
- #include <string.h>
- char *strcpy(char *dest, const char *src);
- //功能：把src所指向的字符串復制到dest所指向的空間中，'\0'也會拷貝過去
- 參數：
- dest：目的字符串首地址
- src：源字符首地
- 返回值：
- 成功：返回dest字符串的首地址
- 失敗：NULL
示意代碼如下：
- #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
- #include <string.h>
- char str[10] = { 0 };
- char str1[] = "hello";
- char* mystr = strcpy(str, str1); 將strcpy返回的指針保存到mystr里面
- printf(mystr);
內存模型如下：
由于是逐個拷貝，意味著哪怕在字符串的中間遇到了 '\0' 字符，也會結束拷貝。
這里邊要注意兩個問題：第一，必須保證 dest 所指向的內存空間足夠大，否則可能會造成緩沖溢出的錯誤;第二，由于本身strcpy函數是一個非安全函數，所以編譯器會彈出警告，要想忽略，請在程序最開頭添加宏定義代碼：
- #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
2)strncpy()
- #include <string.h>
- char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);
- 功能：
- 把src指向字符串的前n個字符復制到dest所指向的空間中，
- 是否拷貝結束符看指定的長度是否包含'\0'。
- 參數：
- dest：目的字符串首地址
- src：源字符首地址
- n：指定需要拷貝字符串個數
- 返回值：
- 成功：返回dest字符串的首地址
- 失敗：NULL
這個函數與strcpy類似，這里不再累贅。
3)strcat()
- #include <string.h>
- char *strcat(char *dest, const char *src);
- 功能：將src字符串連接到dest的尾部，‘\0’也會追加過去
- 參數：
- dest：目的字符串首地址
- src：源字符首地址
- 返回值：
- 成功：返回dest字符串的首地址
- 失敗：NULL
這是一個字符串追加函數，將 src 指向的字符串追加到 dest 指向的字符串后面，同樣，結束符 '\0' 也會追加過去：
- #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
- #include <string.h>
- char str[] = "123";
- char str1[] = "hello";
- char* mystr = strcat(str, str1);
- printf("%s\n%p", mystr, mystr);
- //輸出結果為：123hello
但是同樣注意的是，目標字符串 dest 要有足夠大的緩沖區來接收，否則會報錯，內存模型如下：
4)strncat()
- #include <string.h>
- char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);
- 功能：將src字符串前n個字符連接到dest的尾部，‘\0’也會追加過去
- 參數：
- dest：目的字符串首地址
- src：源字符首地址
- n：指定需要追加字符串個數
- 返回值：
- 成功：返回dest字符串的首地址
- 失敗：NULL
這個函數與strcat類似，只不過指定了追加的數量。
5)strcmp()
- #include <string.h>
- char *strcat(char *dest, const char *src);
- 功能：將src字符串連接到dest的尾部，‘\0’也會追加過去
- 參數：
- dest：目的字符串首地址
- src：源字符首地址
- 返回值：
- 成功：返回dest字符串的首地址
- 失敗：NULL
作用是對兩個字符串的ASCII碼進行比較，輸出不同結果，經常用于判斷兩個字符串是否相等，示例代碼如下：
- char *str1 = "hello world";
- char *str2 = "hello mike";
- if (strcmp(str1, str2) == 0)
- {
- printf("str1==str2\n");
- }
- else if (strcmp(str1, str2) > 0)
- {
- printf("str1>str2\n");
- }
- else
- {
- printf("str1<str2\n");
- }
6)strncmp()
- #include <string.h>
- int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);
- 功能：比較 s1 和 s2 前n個字符的大小，比較的是字符ASCII碼大小。
- 參數：
- s1：字符串1首地址
- s2：字符串2首地址
- n：指定比較字符串的數量
- 返回值：
- 相等：0
- 大于：> 0
- 小于： < 0
這個函數作用也是與strcmp類似，不再累贅。
7)sprintf()
- #include <stdio.h>
- int sprintf(char *str, const char *format, ...);
- 功能：根據參數format字符串來轉換并格式化數據，
- 然后將結果輸出到str指定的空間中，
- 直到出現字符串結束符 '\0' 為止。
- 參數：
- str：字符串首地址
- format：字符串格式，用法和printf()一樣
- 返回值：
- 成功：實際格式化的字符個數
- 失敗： - 1
示例代碼如下：
- char dst[100] = { 0 };
- int a = 10;
- char src[] = "hello";
- int len = sprintf(dst, "a=%d, src=%s", a, src);
- printf("dst: %s\n", dst); 輸出 a=10,src=hello
- printf("len = %d\n", len); 輸出14
下面再介紹幾個字符串操作函數，但這幾個使用頻率比較小：
8) sscanf()
- #include <stdio.h>
- int sscanf(const char *str, const char *format, ...);
- 功能：從str指定的字符串讀取數據，
- 并根據參數format字符串來轉換并格式化數據。
- 參數：
- str：指定的字符串首地址
- format：字符串格式，用法和scanf()一樣
- 返回值：
- 成功：參數數目，成功轉換的值的個數
- 失敗： - 1
示例代碼：
- char src[] = "a=10, b=20";
- int a;
- int b;
- sscanf(src, "a=%d, b=%d", &a, &b);
- printf("a:%d, b:%d\n", a, b);
- 輸出：a:20,b:20
sscanf與scanf類似，都是用于輸入的，只是后者以屏幕(stdin)為輸入源，前者以固定字符串為輸入源。
9) strchr()
- #include <string.h>
- char *strchr(const char *s, char c);
- 功能：在字符串s中查找字母c出現的位置
- 參數：
- s：字符串首地址
- c：匹配字母(字符)
- 返回值：
- 成功：返回第一次出現的c地址（注意是地址，不是字符數組索引）
- 失敗：NULL
示例代碼：
- char src[] = "ddda123abcd";
- char *p = strchr(src, 'a');
- printf("p = %s\n", p);
- 輸出：p=a123abcd
10)strstr()
- #include <string.h>
- char *strstr(const char *haystack, const char *needle);
- 功能：在字符串haystack中查找字符串needle出現的位置
- 參數：
- haystack：源字符串首地址
- needle：匹配字符串首地址
- 返回值：
- 成功：返回第一次出現的needle地址
- 失敗：NULL
這個函數與上一個 strchr 功能類似，只不過查找的內容是字符串，而非字單個字符。
11) strtok()
- #include <string.h>
- char *strtok(char *str, const char *delim);
- 功能：將字符串分割成一個個片段,
- 當strtok()在參數str的字符串中發現參數delim中包含的分割字符時,
- 則會將該字符改為\0 字符，當連續出現多個時只替換第一個為\0，
- 該函數會破壞原有字符串。
- 參數：
- str：指向欲分割的字符串
- delim：為分割字符串中包含的所有字符
- 返回值：
- 成功：分割后字符串首地址
- 失敗：NULL
示例代碼：
- char a[100] = "www.baidu.com";
- char *p = strtok(a, ".");
- while (p != NULL)
- {
- printf("%s\n", p);
- p = strtok(NULL, ".");
- }
- 輸出：www baidu com
以上，就是本文的全部內容了。
