C/C++ 对常见字符串库函数的实现

2023-02-25 11:54:28

在C中的string.h头文件中存在很多对字符串进行操作的函数，利用这些函数可以方便的对字符串进行操作。下面将对常见的字符串函数进行解释和实现。

1、strcpy

函数原型：char* _strcpy(char* dest,char* src)
函数功能：将str所指由nullptr的字符串复制到dst所指的数组中，并返回dest的指针。
函数说明：保证src和dest所指内存区域不能重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。
函数实现：

char* _strcpy(char* dest, const char* src)
{
    assert(dest != nullptr&&src != nullptr);
    //判断dest指针和src指针是否为空，若为空抛出异常
    char* tmp = dest;
    while (*tmp++ = *src++)
        ;
    return dest;
}

2、strncpy

函数原型：char* _strncpy(char* dest,const char* src,size_t n)
函数功能：把src所指由nullptr结尾的字符串前n个字节复制到dest所指的数组中。
函数说明：如果src的前n个字节不含nullptr，则结果不会以nullptr结束；如果src的的长度小于n个字节，则以nullptr填充dest直到复制完n个字节；保证src和dest所指内存区域不能重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。
函数实现：

char* _strncpy(char* dest, const char* src, int n)
{
    assert(dest != nullptr&&src != nullptr);
    //判断dest指针和src指针是否为空，若为空抛出异常
    int i = 0;
    char* tmp = dest;
    while (i++ < n && (*tmp++ = *src++))
        ;
    while (i++ < n)
        *tmp++ = '\0';
    return dest;
}

3、strcat

函数原型：char* _strcat(char dest, const char src)
函数功能：把src所指字符串添加到dest结尾处(覆盖dest结尾处的'\0')并添加'\0'。
函数说明：保证src和dest所指内存区域不能重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。
函数实现：

char* _strcat(char* dest, const char* src)
{
    assert(dest != nullptr&&src != nullptr);
    //判断dest指针和src指针是否为空，若为空抛出异常
    char* tmp = dest;
    while (*tmp)//若为while(*dest++)则会跳过dest中的'\0'导致无法连接
        tmp++;
    while (*tmp++ = *src++)
        ;
    return dest;
}

注意：使用时若实参dest的创建为char* dest=“abcd”，虽然可以编译通过，但运行时会引发中断，因为“abcd”为字符串常量，不可修改，可以使用char dest[n]="abcd"进行创建。

4、strncat

函数原型：char* _strncat(char* dest, const char* src,size_t n)
函数功能：把src所指字符串的前n个字符添加到dest结尾处(覆盖dest结尾处的'\0')并添加'\0'。
函数说明：保证src和dest所指内存区域不能重叠且dest必须有足够的空间来容纳src的字符串。
函数实现：

char* _strncat(char* dest, const char* src, size_t n)
{
    assert(dest != nullptr&&src != nullptr);
    //判断dest指针和src指针是否为空，若为空抛出异常
    char* tmp = dest;
    while (*tmp)//若为while(*dest++)则会跳过dest中的'\0'导致无法连接
        tmp++;

    while (n--)
    {
        if (!(*tmp++ = *src++))//保证当src的长度小于n时，此时tmp已有'\0'
            return dest;
    }

    *tmp = '\0';//对于src长度大于n时，加上字符串结尾
    return dest;
}

5、strlen

函数原型：size_t _strlen(const char* str)
函数功能：计算字符串str的长度。
函数说明：返回s的长度，不包括结束符NULL。
函数实现：

//常规写法
size_t _strlen(const char* str)
{
    assert(str);
    const char* eofStr = str;
    while (*eofStr++)
        ;
    return (eofStr - str - 1);
}
//递归写法，不借助变量(面试题要求)
size_t _strlen_R(const char* str)
{
    /*if ('\0' == str)
        return 0;

    return _strlen_R(str + 1) + 1;*/

    return *str ? _strlen_R(str + 1) + 1 : 0;//更为简洁
}

6、strcmp

函数原型：int _strcmp(const char* dest, const char* src)
函数功能：比较字符串dest和src。
函数说明：
当dest< src时，返回值 < 0
当dest= src时，返回值 = 0
当dest> src时，返回值 > 0
函数实现：

int _strcmp(const char* dest, const char* src)
{
    assert(dest != nullptr&&src != nullptr);
    //判断dest指针和src指针是否为空，若为空抛出异常
    while (*dest&&*src && (*dest == *src))
    {
        dest++;
        src++;
    }
    return (*dest - *src);
}

7、strncmp

函数原型：int _strncmp(const char* dest, const char* src, size_t n)
函数功能：比较字符串dest和src的前n个字符。
函数说明：如果前n字节完全相等，返回值就为0；在前n字节比较过程中，如果出现dest[n]与src[n]不等，则返回(dest[n]-src[n])。
函数实现：

int _strncmp(const char* dest, const char* src, size_t n)
{
    assert(dest != nullptr&&src != nullptr);
    //判断dest指针和src指针是否为空，若为空抛出异常
    if (!n)//若n为0，则返回0；
        return 0;
    while (n--&&*dest&&*src && (*dest == *src))
    {
        dest++;
        src++;
    }

    return (*dest - *src);
}

8、strstr

函数原型：char* _strstr(const char* dest, const char* src)
函数功能：找出src字符串在dest字符串中第一次出现的位置（不包括src的'\0'）
函数说明：返回该位置的指针，如找不到，返回空指针。
函数实现：

char* _strstr(const char* dest, const char* src)
{
    assert(dest != nullptr);
    //判断dest指针是否为空，若为空抛出异常
    if (!src)
        return (char*)dest;

    while (*dest)
    {
        const char* destTmp = dest;
        const char* srcTmp = src;
        while (*srcTmp == *destTmp && (*srcTmp))//限时*srcTmp与*destTmp比较后相等至'\0'时继续访问出现越界
        {
            srcTmp++;
            destTmp++;
        }
        if (!(*srcTmp))
            return (char*)destTmp;

        dest++;
    }
    return nullptr;
}

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