C语言模拟实现字符串操作函数

前言

在编写程序过程中，我们经常使用到一些字符串函数，例如求字符串长度，拷贝字符串……，这些函数都在C标准库中存在，我们可以直接使用。但我们还需要掌握这些函数的实现方法，今天来看看一些常用的字符串操作函数的实现方法。

带长度参数的函数

1. strlen

strlen是用来求字符串长度的函数，字符串长度就是字符串中包含的字符的个数，但是不包含字符串结尾的 ‘\0’ 实现strlen有三种方法：

（1）定义一个计数器

size_t mystrlen(const char* str)
{
    size_t count = 0;
    while (*str != '\0')
    {
        count++;
        str++;
    }
    return count;
}

（2）递归版本

size_t my_strlen(const char *str)
{
    if (*str == '\0')
        return 0;
    else
        return my_strlen(str + 1) + 1;
}

（3）利用指针 - 指针

size_t mystrlen(const char* str)
{
    const char* end = str;
    while (*end++);
    return end - str - 1;
}

2.strcpy

用于复制字符串的函数是strcpy，它的原型如下：

char* strcpy ( char* dest, const char* src );

使用这个函数时，要注意几点 （1）目标字符数组的空间必须足够大，足以容纳需要复制的字符串 （2）目标字符数组要可以被修改 （3）被复制的字符串要可以找到’\ 0’

char *mystrcpy(char *dest, const char *src)
{
    char *res = dest;
    assert(dest);
    assert(src);
    while (*dest++ = *src++) ;//注意这里是一个等号
    return res;
}

3.strcat

strcat函数是可以把一个字符串添加(连接)到另一个字符串的后面。strcat函数要求dest参数原先已经包含了一个字符串(可以是空字符串)。它找到这个字符串的末尾，并把src字符串的一份拷贝添加到这个位置。

char *mystrcat(char *dest, const char *src)
{
    char *res = dest;
    assert(dest);
    assert(src);
    while (*dest != '\0')
        dest++;
    while (*dest++ = *src); //这里同样也是一个等号

    return res;
}

4.strcmp

strcmp用于比较两个字符串，及对两个字符串对应的字符逐个进行比较，直到发现不匹配。那个最先不匹配的字符中较“小”的那个字符所在的字符串被认为“小于”另外一个字符串。如果其中一个字符串是另外一个字符串的前面一部分，那么它也被认为“小于”另外一个字符串，因为它的’\0’出现的更早。

int my_strcmp(const char* src1, const char* src2)
{
    while (*src1 == *src2)
    {
        if (*src1 == '\0')
            return 0; 
        src1 ++; 
        src2 ++; 
    } 
    return *src1 - *src2; 
} 

5.strstr

为了在一个字符串中查找一个子串，可以使用strstr函数，该函数是在s1中查找整个s2第1次出现的起始位置，并返回一个指向该位置的指针。如果s2并没有出现在s1的任何地方，函数将返回一个NULL指针。如果第二个函数是一个空字符串，函数就返回s1。

char* my_strstr(char* s1, const char* s2)
{
    char* p = s1;
    const char* q = s2;
    char* cur = NULL;

    assert(s1);
    assert(s2);
    if (*s2 == '\0')
        return s1;
    while (*p != '\0')
    {
        cur = p;
        while ((*p != '\0') && (*q != '\0') && (*p == *q))
        {
            p++;
            q++;
        }
        if (*q == '\0')
            return cur;
        p = cur + 1;
        q = s2;
    }
    return NULL;
}

6.strchr

strchr是用来查找一个特定的字符，在字符串str中查找字符ch第一次出现的位置，找到后函数返回一个指向该位置的指针。如果该字符并不存在于字符串中，函数就返回一个NULL指针

char* my_strchr(const char* str, char ch)
{
    const char* tmp = str;
    while (*tmp)
    {
        if (*tmp == ch)
            return tmp;
        tmp++;
    }
    return NULL;
}

7.strrchr

与strchr类似的查找函数还有一个是strrchr，它和strchr的不同之处在于，该函数返回的是一个指向字符串中该字符最后一次出现的位置

char* my_strrchr(const char* str, int ch)
{
    char* pos = 0;
    assert(str);
    while (*str)
    {
        if (*str == ch)
        {
            pos = str;
        }
        str++;
    }
    if (pos != 0)
    {
        return pos;
    }
    else
        return NULL;
}

长度受限制的字符串函数

标准库中还包含一些函数，它们以一种不同的方式去处理字符串。这些函数接受一个显示的长度参数，用于限定进行复制或比较的字符数。

1.strncpy

和strcpy一样，strncpy（）函数把源字符串的字符复制到目标空间，但是，它总是正好向dest中拷贝len个字符，如果strlen的（src）的值小于len，dest数组就用额外的’\0’填充到len字节长度。如果strlen的（src）的值大于或等于len，那么只有len个字符被复制到目标寄存器中。

char* my_strncpy(char* dest, const char* src, size_t len)
{
    char* res = dest;
    assert(dest);
    assert(src);

    while (len--)
    {
        *res++ = *src++;
    }
    if (*(res) != '\0')
        *res = '\0';
    return dest;
}

2.strncat

strncat函数，它从src中最多复制的len个字符到目标数组的后面。

char* my_strncat(char* dest, const char* src, size_t len)
{
    char* res = dest;
    assert(dest);
    assert(src);
    while (*dest != '\0')
        dest++;
    while (len--)
    {
        *dest = *src;
        dest++;
        src++;
    }
    return res;
}

3.strncmp

strncmp也用于比较两个字符串，但它最多比较len个字节。如果两个字符串在第len个字符之前存在不相等的字符，这个函数就像的strcmp一样停止比较，返回结果。如果两个字符串的前len个字符相等，函数就返回零。

int my_strncmp(const char* s1, const char* s2, size_t len)
{
    assert(s1);
    assert(s2);
    while (len--)
    {
        if (*s1 == *s2)
        {
            s1++;
            s2++;
        }
        else
            return *s1 - *s2;
    }
    return 0;
}

标准库里的字符串函数还有很多，今天就先介绍到这里。

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