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【C语言进阶】最常用的库函数大全——从入门到精通

發(fā)布時(shí)間：2023/12/3 综合教程 36 生活家

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了【C语言进阶】最常用的库函数大全——从入门到精通小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

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系列專欄：c語言學(xué)習(xí)

????????家人們寫博客真的很花時(shí)間的，你們的點(diǎn)贊和關(guān)注對(duì)我真的很重要，希望各位路過的朋友們能多多點(diǎn)贊并關(guān)注我，我會(huì)隨時(shí)互關(guān)的，歡迎你們的私信提問，也期待你們的轉(zhuǎn)發(fā)！

? ? ? ? 希望大家關(guān)注我，你們將會(huì)看到更多精彩的內(nèi)容！！！

前言：

????????C語言中對(duì)字符和字符串的處理很是頻繁，但是C語言本身是沒有字符串類型的，字符串通常放在常量字符串中或者字符數(shù)組中。字符串常量適用于那些對(duì)它不做修改的字符串函數(shù)。

以下的函數(shù)都需要引用頭文件<string.h>

一.字符串函數(shù)

1.strlen——求字符串長度

strlen

函數(shù)原型：

?函數(shù)作用：

字符串以'\0'作為結(jié)束標(biāo)志，strlen函數(shù)返回值是在字符串中'\0'前面出現(xiàn)的字符個(gè)數(shù)（不包含'\0'）
參數(shù)是一個(gè)字符指針變量
參數(shù)指向的字符串必須要以'\0'結(jié)束，否則計(jì)算出的長度是隨機(jī)值
注意函數(shù)的返回值為size_t，是無符號(hào)的

函數(shù)注意事項(xiàng)：

????????因?yàn)榉祷刂凳莝ize_t，所以就要避免出現(xiàn)下圖這樣的代碼：strlen（“abc”）算出的結(jié)果是3， strlen("abcde")算出的結(jié)果是5，可能想著3-5得到-2，實(shí)際上并不是這樣的，這里算出的3和5都是無符號(hào)整型，算出的-2也是一個(gè)無符號(hào)整型，-2在內(nèi)存中以補(bǔ)碼的形式存儲(chǔ)，從無符號(hào)整型的視角看去，這串補(bǔ)碼就表示一個(gè)很大的正數(shù)。

3種模擬的方法：

遞歸：

遞歸
int my_strlen1(const char* str)
{assert(str != NULL);if (*str != '\0')return 1 + my_strlen(str + 1);elsereturn 0;
}

指針-指針?

指針-指針
int my_strlen2(const char* str)
{const char* start = str;assert(str != NULL);while (*str){str++;}return str - start;

遞推?

int my_strlen(const char* str)
{assert(str != NULL);int count = 0;while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}

2.長度不受限制的字符串函數(shù)

a.strcpy——字符串拷貝

strcpy

函數(shù)原型:

?函數(shù)作用：

字符串拷貝函數(shù)，把源字符串拷貝到目標(biāo)空間

注意事項(xiàng)：

函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，source指向待拷貝的字符串，也叫做源字符串。destination是目標(biāo)空間的地址
源字符串必須以’\0’結(jié)束

目標(biāo)空間必須足夠大，以確保能存放源字符串，否則會(huì)出現(xiàn)非法訪問

特殊情況：
會(huì)把源字符串中的 ‘\0’ 也拷貝到目標(biāo)空間

目標(biāo)空間必須可變，例如把源字符串拷貝到一個(gè)字符串常量里面是不可取的

模擬實(shí)現(xiàn)：

char* my_strcpy(char* destination, const char* source)
{assert(destination && source);char* ret = destination;while (*destination++ = *source++){;}return ret;
}

?b.strcat——追加字符串

strcat

函數(shù)原型：

?函數(shù)作用：

????????字符串追加函數(shù)，將源字符串追加到目標(biāo)字符串后面，目標(biāo)中的終止字符’\0’會(huì)被源字符串的第一個(gè)字符覆蓋

注意事項(xiàng)：

函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，其中source指向要追加的字符串，也叫做源字符串，destination是目標(biāo)空間的地址
目標(biāo)空間中必須要有'\0'，作為追加的起始地址
源字符串中也必須要有'\0'作為追加的結(jié)束標(biāo)志
目標(biāo)空間必須足夠大，能容納下源字符串的內(nèi)容
目標(biāo)空間必須可修改

以上與strcpy類似，但是有一點(diǎn)很特殊：
自己給自己追加會(huì)陷入死循環(huán)！

同學(xué)們先看看模擬實(shí)現(xiàn)的代碼可以知道，該函數(shù)本質(zhì)是將\0覆蓋了，再最后追加\0，但是自己改自己會(huì)把\0覆蓋不見，最后造成死循環(huán)。

模擬實(shí)現(xiàn)：

char* my_strcat(char* destination, const char* source)
{assert(destination && source);char* ret = destination;while (*destination){ret++;}while (*destination++ = *source++){;}return ret;
}

?c.strcmp——字符串比較

strcmp

函數(shù)原型：

?函數(shù)作用：

????????根據(jù)相同位置的ASCII值進(jìn)行大小的比較。并不是比字符串長度

注意事項(xiàng)：

第一個(gè)字符串大于第二個(gè)字符串，則返回大于0的數(shù)字

第一個(gè)字符串等于第二個(gè)字符串，則返回0

第一個(gè)字符串小于第二個(gè)字符串，則返回小于0的數(shù)字

該函數(shù)是按字典序來比較的。

?模擬實(shí)現(xiàn)：

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);while (*str1 == *str2)//如果相等就進(jìn)去，兩個(gè)指針加加，但是可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)字符串相等的情況，兩個(gè)指針都指向'\0'，此時(shí)比較就結(jié)束了{(lán)if (*str1 == '\0'){return 0;}str1++;str2++;}if (*str1 > *str2){return 1;}else{return -1;}
}

3.長度受限制的字符串函數(shù)——strncpy,strncat,strncmp

為什么會(huì)出現(xiàn)這些函數(shù)呢？

????????前面三個(gè)函數(shù)壓根不關(guān)心到底拷貝，追加，比較了幾個(gè)字符。它們只關(guān)心是否找到了\0，一旦找到了\0就會(huì)停止。這樣的話如果目標(biāo)空間不夠大，會(huì)造成越界。這些特點(diǎn)就會(huì)讓人們決定它是不安全的，并且我們之前發(fā)現(xiàn)如果自己給自己追加會(huì)出現(xiàn)死循環(huán)的現(xiàn)象，因?yàn)檫@些缺點(diǎn)，下面介紹較安全的函數(shù)。

strncpy函數(shù)：

strncpy

函數(shù)原型：

?函數(shù)作用：

長度受限的字符串拷貝

注意事項(xiàng)：

拷貝num個(gè)字符從源字符串到目標(biāo)空間。
如果源字符串的長度小于num，則拷貝完源字符串之后，在目標(biāo)的后邊追加0，直到num個(gè)。

模擬實(shí)現(xiàn)：

char* my_strncpy(char* dest, const char* src, int num)
{assert(dest && src);char* ret = dest;while (num){if (*src == '\0')//此時(shí)說明src指針已經(jīng)指向了待拷貝字符串的結(jié)束標(biāo)志'\0'處，src指針就不用再++了{(lán)*dest = '\0';dest++;}else{*dest = *src;dest++;src++;}num--;}return ret;
}

strncat函數(shù)

strncat

函數(shù)原型：

注意事項(xiàng)：

從源字符串的第一個(gè)字符開始往后數(shù)num個(gè)字符追加到目標(biāo)空間的后面，外加一個(gè)終止字符。
如果源字符串的長度小于 num，則僅復(fù)制終止字符之前的內(nèi)容。

模擬實(shí)現(xiàn)：

char* my_strncat(char* dest, const char* src, int sz)
{assert(dest && src);char* ret = dest;//找目標(biāo)空間的\0while (*dest != '\0'){dest++;}//追加while (sz){*dest++ = *src++;sz--;}*dest = '\0';return ret;
}

strncmp函數(shù)：

strncmp

?函數(shù)原型：

?模擬實(shí)現(xiàn)：

int my_strncmp(const char* str1, const char* str2, int sz)
{assert(str1 && str2);while (sz){if (*str1 < *str2){return -1;}else if (*str1 > *str2){return 1;}else if(*str1 == '\0'||*str2 =='\0')//當(dāng)有一個(gè)為'\0'，說明比較就可以結(jié)束了{(lán)if (*str1 == '\0' && *str2 == '\0')//如果二者都是'\0'，說明兩個(gè)字符串相等{return 0;}else if(*str1 =='\0')//如果str1為'\0'，說明str1小，str2大{return -1;}else//如果src為'\0'，說明str1大，str2小{return 1;}}sz--;str1++;str2++;}
}

4.字符串查找

a.strstr——判斷是否為子字符串

strstr

函數(shù)原型：

?函數(shù)作用：

????????判斷是否為子字符串

注意事項(xiàng)：

在str1指向的字符串中查找str2指向的字符串
返回一個(gè)指向str1中第一次出現(xiàn)的str2的指針
如果 str2 不是 str1 的一部分，則返回一個(gè)空指針NULL
匹配過程不包括終止空字符，但它到此為止

BF算法(暴力枚舉)模擬函數(shù)實(shí)現(xiàn)：

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);if (*str2 == '\0'){return (char*)str1;}const char* s1 = NULL;const char* s2 = NULL;const char* cp = str1;while (*cp){s1 = cp;s2 = str2;while (*s1 !='\0' && *s2!='\0' && *s1 == *s2){s1++;s2++;}if (*s2 == '\0'){return (char*)cp;}cp++;}return NULL;
}

KMP算法模擬實(shí)現(xiàn)：

void Getnext(char* next, char* str2)
{next[0] = -1;next[1] = 0;int k = 0;int i = 2;while (i <= strlen(str2)){if (str2[k] == str2[i-1])next[i] = k + 1;else if (str2[i] != str2[0])next[k] = 0;else if (str2[i] == str2[0])next[k] = 1;k++;i++;}
}
char* KMP(const char* str1, const char* str2)
{assert(str1 && str2);int* next = (int*)malloc(sizeof(int) * strlen(str2));assert(next);Getnext(next, str2);int i = 0;int j = 0;while (i < strlen(str1) && j < strlen(str2)){if (j==-1||str1[i] == str2[j]){i++;j++;}else{j = next[j];}}free(next);if (i == strlen(str2))return &str1[i - j];return NULL;
}

關(guān)于KMP算法可以通過這兩篇博客來了解：

一篇文章弄懂KMP算法

關(guān)于next數(shù)組

b.strtok——一個(gè)奇怪的函數(shù)

strtok

函數(shù)原型：

作用：

通過分隔符分割字符串

?注意事項(xiàng)：

1.sep參數(shù)是個(gè)字符串，定義了用作分隔符的字符集合第一個(gè)參數(shù)指定一個(gè)字符串，它包含了0個(gè)或者多個(gè)由sep字符串中一個(gè)或者多個(gè)分隔符分割的標(biāo)記。

2.strtok函數(shù)找到str中的下一個(gè)標(biāo)記，并將其用 \0 結(jié)尾，返回一個(gè)指向這個(gè)標(biāo)記的指針。（注：strtok函數(shù)會(huì)改變被操作的字符串，所以在使用strtok函數(shù)切分的字符串一般都是臨時(shí)拷貝的內(nèi)容并且可修改。）
3. strtok函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)不為 NULL ，函數(shù)將找到str中第一個(gè)標(biāo)記，strtok函數(shù)將保存它在字符串中的位置。
4.strtok函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)為 NULL ，函數(shù)將在同一個(gè)字符串中被保存的位置開始，查找下一個(gè)標(biāo)記。
5.如果字符串中不存在更多的標(biāo)記，則返回 NULL 指針。

這個(gè)函數(shù)很奇怪，讓我舉個(gè)栗子：

用來分割字符串。一個(gè)例子，例如我的郵箱是xxxxx@163.com。這個(gè)郵箱起始由三部分組成，一個(gè)是xxxxxx，一個(gè)是163，一個(gè)是com。我現(xiàn)在想把這三部分分開。

?當(dāng)然，我們可以用for循環(huán)簡(jiǎn)寫：

該函數(shù)模擬較復(fù)雜，我們就先不模擬了。?

c.strerror——錯(cuò)誤信息查找

strerror

函數(shù)原型：

作用：

把錯(cuò)誤碼轉(zhuǎn)換成錯(cuò)誤信息?

注意事項(xiàng)：

C語言的庫函數(shù)在運(yùn)行的時(shí)候，如果發(fā)生錯(cuò)誤，就會(huì)把錯(cuò)誤碼存在一個(gè)變量中，這個(gè)變量是：errno
返回的指針指向靜態(tài)分配的字符串（錯(cuò)誤信息字符串）

一些栗子：

?用法：

int main()
{//打開文件FILE* pf = fopen("test.c", "r");if (pf == NULL){printf("%s\n", strerror(errno));//需要包含頭文件#include<errno.h>return 1;}//讀文件//關(guān)閉文件fclose(pf);return 0;
}
//打開失敗時(shí)屏幕顯示：
No such file or directory

????????關(guān)于這里的errno，C語言的庫函數(shù)在運(yùn)行的時(shí)候，如果發(fā)生錯(cuò)誤，就會(huì)將錯(cuò)誤碼存在一個(gè)變量中，這個(gè)變量是：errno，錯(cuò)誤碼是一些數(shù)字：1 2 3 4 5，我們需要講錯(cuò)誤碼翻譯成錯(cuò)誤消息。

perror函數(shù)：

perror

實(shí)際上就是printf和strerror的結(jié)合！

上面是字符串相關(guān)的函數(shù)，下面是一些字符分類的函數(shù)：

?字符轉(zhuǎn)換函數(shù)：

tolower：將大寫字母轉(zhuǎn)換為小寫字母
int tolower ( int c );
toupper：將小寫字母轉(zhuǎn)換成大寫字母
int toupper ( int c );

????????這些函數(shù)我就不一一講解了，家人們有興趣的話可以去官網(wǎng)了解一下哦！

二.內(nèi)存函數(shù)

????????上面我們介紹了處理字符串的函數(shù)，但是對(duì)于其他類型，我們?cè)撊绾翁幚砟?#xff1f;通過下面的內(nèi)存函數(shù)的介紹，相信你會(huì)有所感悟！

1.內(nèi)存拷貝函數(shù)

a.memcpy

函數(shù)原型：

注意事項(xiàng)：
?這里的destination指向要在其中賦值內(nèi)容的目標(biāo)數(shù)組，source指向要復(fù)制的數(shù)據(jù)源，num是要復(fù)制的字節(jié)數(shù)，注意這里前兩個(gè)指針的的類型還有函數(shù)返回值都是void*，這是因?yàn)?#xff0c;memcpy這個(gè)函數(shù)是內(nèi)存拷貝函數(shù)，它有可能拷貝整型，浮點(diǎn)型，結(jié)構(gòu)體等等各種類型的數(shù)據(jù)……雖然返回類型是void*，但他也是必不可少的，void*也表示一個(gè)地址，用戶可以把它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成自己需要的類型去使用。

?函數(shù)的模擬實(shí)現(xiàn)：

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{void* ret = dest;assert(dest && src);//前->后while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}return ret;
}

?注意：這里對(duì)于(char*)dest不能++或--，因?yàn)殡m然強(qiáng)制轉(zhuǎn)化類型，但是他的類型實(shí)質(zhì)是沒有改變的。

然而，這個(gè)函數(shù)存在缺陷，就是當(dāng)對(duì)于自己拷貝并且有重疊部分時(shí)，會(huì)出現(xiàn)bug

????????如果我們只在一個(gè)字符串里操作就會(huì)出現(xiàn)問題。例如我想把a(bǔ)rr1里的1，2，3，4，5拷貝到3，4，5，6，7上就，理論上arr1[]應(yīng)該變?yōu)?，2，1，2，3，4，5，8，9。

但是實(shí)際上：

為了修改這個(gè)bug，大佬們又寫出了memmove函數(shù)！

b.memmove

函數(shù)原型和memcpy一樣，作用也是一樣的，不同的就是可以拷貝自己，并且重疊不會(huì)出bug！

為什么之前的模擬實(shí)現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)這個(gè)bug呢？

原因是：當(dāng)1拷貝到3上時(shí)，原來的3已經(jīng)被1替換，當(dāng)2拷貝到4上的時(shí)候，原來的4已將被2替換。所以當(dāng)拷貝arr[2]到arr[4]上的時(shí)候，原本arr[2]里面存放的3已將被1替換了，同理，所以才得出了不符合我們預(yù)期的結(jié)果。那如何解決這個(gè)問題呢？先來分析這個(gè)問題產(chǎn)生的原因，這是因?yàn)樵纯臻g與目標(biāo)空間之間有重疊，這里的arr[2]、arr[3]、arr[4]既是源空間也是目標(biāo)空間，當(dāng)拷貝1和2的時(shí)候把源空間中開沒有拷貝的3和4就給覆蓋了，此時(shí)源空間arr[2]和arr[3]里面存的就不再是3和4了，而是1和2，所以此時(shí)拷貝arr[2]和arr[3]里面的數(shù)據(jù)，其實(shí)拷貝的就是1和2。為了解決這個(gè)問題，我們可以從后往前拷貝，此時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)這樣的問題

但是，我們從后往前拷貝就可以解決這個(gè)問題嗎？答案是當(dāng)然不是，比如：

所以我們需要分類討論：

?模擬實(shí)現(xiàn)：

void* my_memmove(void* dest, const void*src, size_t num)
{void* ret = dest;assert(dest && src);if (dest < src){//前-->后while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}}else{//后->前while (num--){*((char*)dest+num) = *((char*)src + num);}}return ret;
}

2.內(nèi)存填充函數(shù)——memset

?函數(shù)作用：

內(nèi)存設(shè)置?

注意事項(xiàng)：

以字節(jié)為單位來設(shè)置內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，把從ptr開始往后的num個(gè)字節(jié)設(shè)置成value
形參value也可以是字符，字符其實(shí)也是整型，因?yàn)樽址趦?nèi)存中存的是其ASCII
value如果是整數(shù)的話，需要注意它的取值范圍，因?yàn)橐粋€(gè)字節(jié)最大可以存儲(chǔ)255，超過255就會(huì)發(fā)生截?cái)?/li>
由于這個(gè)函數(shù)是一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)的改變，所以有些初始化是不成立的，比如對(duì)于整形數(shù)組初始化為1是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槊總€(gè)字節(jié)都變成01，一個(gè)整形事實(shí)上是一個(gè)很大的數(shù)字。所以對(duì)于整形數(shù)組初始化，一般都是初始化為0或-1.當(dāng)然對(duì)于字符，不必?fù)?dān)心，他本身也是一個(gè)字符一個(gè)字符改變的！

3.內(nèi)存比較函數(shù)——memcmp

函數(shù)原型：

?注意事項(xiàng)：

比較從ptr1和ptr2指針開始的num個(gè)字節(jié)
兩個(gè)內(nèi)存塊中不匹配的第一個(gè)字節(jié)在 ptr1 中的值低于 ptr2 中的值返回一個(gè)小于零的數(shù)子，相等返回零，兩個(gè)內(nèi)存塊中不匹配的第一個(gè)字節(jié)在 ptr1 中的值大于在 ptr2 中的值返回一個(gè)大于零的數(shù)子

總結(jié)：

本文通過函數(shù)使用的介紹來初步學(xué)習(xí)，函數(shù)的模擬實(shí)現(xiàn)來深刻理解了庫函數(shù)的使用。辛苦各位小伙伴們動(dòng)動(dòng)小手，三連走一波?最后，本文仍有許多不足之處，歡迎各位認(rèn)真讀完文章的小伙伴們隨時(shí)私信交流、批評(píng)指正！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【C语言进阶】最常用的库函数大全——从入门到精通的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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综合教程

【C语言进阶】最常用的库函数大全——从入门到精通

目錄

前言：

一.字符串函數(shù)

1.strlen——求字符串長度

strlen

2.長度不受限制的字符串函數(shù)

a.strcpy——字符串拷貝

strcpy

?b.strcat——追加字符串

strcat

?c.strcmp——字符串比較

strcmp

3.長度受限制的字符串函數(shù)——strncpy,strncat,strncmp

為什么會(huì)出現(xiàn)這些函數(shù)呢？

strncpy函數(shù)：

strncpy

strncat函數(shù)

strncat

strncmp函數(shù)：

strncmp

4.字符串查找

a.strstr——判斷是否為子字符串

strstr

b.strtok——一個(gè)奇怪的函數(shù)

strtok

c.strerror——錯(cuò)誤信息查找

strerror

perror

上面是字符串相關(guān)的函數(shù)，下面是一些字符分類的函數(shù)：

?字符轉(zhuǎn)換函數(shù)：

二.內(nèi)存函數(shù)

1.內(nèi)存拷貝函數(shù)

a.memcpy

b.memmove

2.內(nèi)存填充函數(shù)——memset

3.內(nèi)存比較函數(shù)——memcmp

總結(jié)：

總結(jié)