C语言：字符串函数与内存函数

一、字符串函数

1.strlen

该函数用于求字符串长度，有人会问了，一个简简单单的求字符串长度的函数也需要讲吗？我们先来看一个普通的求字符串长度的例子：

int main() {
    
	char str[] = "abcd";
	printf("%d\n", strlen(str));
	return 0;
}

如我们所愿，结果为4.我们再看下面这个例子：

int main() {
    
	char str1[] = "abcdef";
	char str2[] = "sss";
	if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0) {
          //strlen的返回值是 size_t类型的
		printf("str2 > str1\n");
	} else {
    
		printf("str1 > str2\n");
	}	return 0;
}

结果居然是 str2>str1，这是怎么回事呢？我们去查一下该函数就有了新发现，

函数返回值类型是size_t，是一个无符号整型，其实这也很符合逻辑，因为字符串长度不会出现负数的，但是如果将两个字符串长度进行相减时可能会出现负数，负数转换成无符号类型就会是一个很大的正数，所以这里的结果就是str2>str1，这段代码告诉了我们在使用库函数时，一定要注意函数的返回值类型，要不然很可能就会出错，并且还很难发现。

2.strcpy

该函数用于字符串的拷贝，将源字符串拷贝到目的字符串，该函数的使用应该注意以下几点：

• 源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
• 会将源字符串中的 ‘\0’ 拷贝到目标空间。
• 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。
• 目标空间必须可变。

我们来尝试自己模拟实现strcpy函数，代码如下：

char* my_strcpy(char* str1,const char* str2) {
	assert(str1 && str2);
	char* ret = str1;
	while (*str1++ = *str2++) {
		;
	}
	return ret;
}

int main() {
	char str1[] = "********";
	char str2[] = "abc";
	my_strcpy(str1, str2);
	printf("%s\n", str1);
	return 0;
}

其实就是一个按序拷贝的过程，要注意其返回类型为char*。

3.strcat

该函数为字符串追加函数，即在一个字符串后面追加另外一个字符串，使用该函数前同样要注意以下几点：

• 源字符串必须以 ‘\0’ 结束。
• 目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
• 目标空间必须可修改。

我们来尝试自己模拟实现strcat函数，代码如下：

char* my_strcat(char* str1,const char* str2) {
	assert(str1 && str2);
	char* ret = str1;
	while (*str1) {
		str1++;
	}
	while (*str1++ = *str2++) {
		;
	}
	return ret;
}

int main() {
	char str1[20] = "abc";
	char str2[] = "def";
	my_strcat(str1, str2);
	printf("%s\n", str1);
	return 0;
}

实现思路就是先找到一个串的‘\0’处，然后从这里开始拷贝另外一个串。对于源字符串必须以‘\0’结尾这一点，如果我们不已’\0’结尾会怎么样呢？

char str2[] = {'d','e','f'};

若将str2改成这样的话，，结果如下：

显然会发生错误，因为改成这样后不知道何时能找到’\0’，于是就会一直拷贝，也可能会出现溢出的现象，所以我们在使用这些函数之前，一定要合理。

字符串函数还有很多，例如：strcmp、strstr等等，还有长度受限制的字符串函数，大家感兴趣的可以自己去研究。

二、内存操作函数

1.memcpy

该函数为内存拷贝函数，上面提到的strcat，strcpy都是争对字符串的，如果我们想拷贝其他类型的数据时，就可以用到memcpy这个函数了。

该函数的模拟实现如下：

void* my_memcpy(void* arr1,const void* arr2,size_t count) {
	assert(arr1 && arr2);
	void* ret = arr1;
	while (count--) {
		*(char*)arr1 = *(char*)arr2;
		arr1 = (char*)arr1 + 1;
		arr2 = (char*)arr2 + 1;
	}
	return ret;
}

int main() {
	int arr1[10] = { 0 };
	int arr2[5] = { 1,2,3,4,5 };
	my_memcpy(arr1, arr2, sizeof(arr2[0]) * 5);
	for (int i = 0; i < 5; i++)
		printf("%d ", arr1[i]);
	return 0;
}

该函数不能实现重叠拷贝，什么意思呢？例如在一个数组中，存放1到10这10个数字，如果我们想把1，2，3，4，5从第三个元素开始一次向后拷贝，即最终结果应该为1，2，1，2，3，4，5，8，9，10，但是上面的模拟函数并并不能实现该功能，因为会出现覆盖的现象，对于这种覆盖的现象我们该怎么解决呢？

就拿这个例子来说，如果我们从后向前拷贝是不是就不会出现重叠的现象，经过分析我们会发现，当目的地址在源地址前面时，我们可以从前向后拷贝，当目的地址在源地址后面时，我们需要从后向前拷贝。

C语言中自带的memmove函数正好能满足该功能，它是升级版的memcpy，当需要重叠拷贝时，它也能很好的胜任，其模拟实现如下：

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

int main() {
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(arr1+2, arr1, sizeof(int)*5);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
		printf("%d ", arr1[i]);
	return 0;
}

我们一定要分情况进行讨论，要不然可能就会出错，从前向后拷贝和从后向前拷贝我们都应该考虑到。