庫函數講解及模拟實作庫函數

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    • strncpy
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  • 🔞記憶體操作函數
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    • memmove
    • memcmp
    • memset
  • 動态開辟類malloc,realloc,calloc,free
  • 檔案操作類函數
  • atoi
  • qsort
• 🔞模拟實作庫函數
• • 模拟實作strcpy
  • 模拟實作strlen
  • • 實作方法1：計數器方法
    • 實作方法2：指針方法
    • 實作方法3：函數遞歸方法
  • 模拟實作strcmp
  • 模拟實作strstr
  • 模拟實作strcat
  • 模拟實作qsort
  • 模拟實作memcpy
  • 模拟實作memmove
  • 模拟實作atoi
  • 模拟實作strncat
  • 模拟實作strncpy

🔞庫函數

scanf,printf

scanf,printf

rand,srand,time

庫函數

rand

，生成随機數的函數，生成的數字的範圍在0~RAND_MAX（32767）之間。該函數無參數，傳回類型為

int

類型,需要的頭檔案為

stdlib.h

在使用

rand

函數之前，要調用

srand

函數作為生成随機數的起點

在使用這個函數之前要調用

srand

函數作為随機生成的起點。

• srand

  

srand

函數的參數為無符号的整型，傳回類型為空,需要的頭檔案為

<stdlib,h>

在生成随機數的時候，可以用

time

函數的傳回值作為

srand

的參數，這樣

rand

函數生成的數就變的非常随機了。

• time

函數參數為

time_t*

指針類型,傳回類型為

time_t

，需要頭檔案

<time.h>

,參數可以為

NULL

。

1️⃣ 掃雷項目（裡面用到了）

2️⃣三子棋項目（裡面用到了）

assert

計算一個表達式，當結果為FALSE時，輸出一個診斷消息并中止程式。

需要的頭檔案為

assert.h

🔞字元串類庫函數

strcpy

字元串拷貝函數：

這個是 字元串拷貝函數，裡面有 兩個參數，第一個參數是

char *

類型（char類型的指針）, 第二個是const 修飾的

char *

類型，把源字元串的内容拷貝到目标字元串中，即把strSource所指向的内容拷貝到strDestination中。該函數的傳回類型也是

char *

，傳回的是目标字元串的首元素位址。

這個函數所需要用頭檔案包含

string.h

。

下面看這個庫函數是怎麼使用的：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "ml is cool";
	char arr2[20] = "###################";
	printf("%s\n", strcpy(arr2, arr1));
	return 0;
}
           

記住源字元串中的 \0 也拷貝進去了。

看它們的記憶體的儲存可以看出:

下面這是沒有拷貝之前

拷貝之後，可以看出來arr1中的 \0也拷貝進去了

strlen

求字元串長度的函數

這是求字元串長度的函數，即

\0

之前的字元個數。該函數的參數是const修飾的

char*

類型，函數傳回的類型是

size_t

類型的，即

unsigned int

類型的（無符号整型）,傳回的是字元串的長度，需要引包含它的頭檔案，

string.h

.見使用方法：

int main()
{
	char arr[] = "ml is cool";
	int len = strlen(arr);
	printf("%d\n", len);
	return 0;
}
           

strcmp

字元串比較函數

字元串比較函數，依次比較的每個字元的大小，而非字元串的長度。

該庫函數的傳回類型為int類型，參數有兩個都是const修飾的char*類型的指針。該庫函數需要引的頭檔案為<string.h>.

對于傳回類型Int,如果string1的字元比string2的字元大就傳回小于0的數，相等就傳回0，大于就傳回大于0的數。

比較的過程可以這麼來描述，string1指向的第一個字元與string2指向的第一個字元相等的時候，就進行下一對字元的比較，如果不相等就傳回大于還是小于值，否則就一直比較到\0。如果還相等就傳回0.

下面就用代碼來簡單的示範它怎麼用的：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "axbscds";
	char brr[] = "bcbcvchudcbv";
	printf("%d\n", strcmp(arr, brr));
	return 0;
}
           

strstr

查找子字元串的函數。

該函數的參數有兩個，都是const修飾的char*類型的指針。需要的頭檔案為 <string.h> 。傳回類型為 char *,如果查找到子串就傳回第一次出現子串位置處的位址，如果不含有子串就傳回空指針，如果 strCharSet 指向的字元串長度為0，就傳回string。

下面就示範一下這個函數怎麼用的：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "abcdefsd";
	char brr[] = "cd";
	printf("%s\n", strstr(arr, brr));
	return 0;
}
           

看運作的結果：就是傳回的第一次出現該子串的地方開始列印的。

strcat

字元串追加函數

該函數的參數有兩個，第一個是被追加字元串的首元素位址，第2 個參數為追加字元串的首元素位址。追加成功傳回被追加字元串的首元素位址，否則傳回錯誤。

簡單的使用一下：

看代碼：

int main()
{
	char arr[20] = "####\0#############";
	char brr[] = "nbnbnbnb";
	printf("%s\n", strcat(arr, brr));
	return 0;
}
           

從下面的調試可以看出來字元串從

\0

的地方開始追加,然後把字元串裡面的所有東西包括

\0

全部拷進去.

strncpy

和

strcpy

差不多，隻不過可以控制拷貝的字元個數

簡單的示範一下它怎麼使用的，看代碼：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "abcdefabcdef";
	char brr[] = "haha";
	strncpy(arr, brr,3);
	return 0;
}
           

如果需要拷貝的個數超過源字元串的長度，那麼超過的部分都補上

\0

看下面的代碼：

int main()
{
	char arr[] = "abcdefabcdef";
	char brr[] = "haha";
	strncpy(arr, brr,6);
	return 0;
}
           

從下面的監視視窗可以看出：

strncat

指定個數追加

簡單的使用一下：

int main()
{
	char arr[20] = "abcdef\0abcdef";
	char brr[] = "haha";
	strncat(arr, brr, 6);
	return 0;
}
           

當追加的字元超過源字元串的長度時，如上面這個代碼，也隻是把源字元串裡面所有的字元追加，不會報錯。

strncmp

指定字元的個數進行比較：

int main()
{
	char arr[20] = "abcdefabcdef";
	char brr[] = "haha";
	printf("%d\n",strncmp(arr, brr, 3));
	return 0;
}
           

strtok

查找字元串中分割符的函數

該函數有兩個參數，第一個參數是

char *

類型的，用于接收字元串首元素的位址；第二個參數是const 修飾的

char *

類型的，接收的是分割字元的位址。

如果這個函數找到分割符，就把該字元覆寫成

\0

,并記住該處的位置。傳回剛開始查找字元的位址。如果沒有找到就傳回空指針，即

NULL

。

當第一次調用這個函數的時候，第一個參數位接收字元串首元素的位址。

如果繼續查找該字元串，則第二次調用該函數的，第一個參數為空指針即

NULL

。查找到

\0

之後就停止了。

代碼示範：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	char brr[] = "@.";
	printf("%s\n", strtok(arr, brr));
	printf("%s\n", strtok(NULL, brr));
	printf("%s\n", strtok(NULL, brr));
	return 0;
}
           

優化一下

int main()
{
	char arr[] = "[email protected]";
	char brr[] = "@.";
	char* str = arr;
	for (str = strtok(arr, brr); str != NULL; str = strtok(NULL, brr))
	{
		printf("%s\n", str);
	}
	return 0;
}
           

strerror

傳回錯誤碼對應的錯誤資訊

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	char* p = (char*)malloc(9999999999999);
	if (p == NULL)
	{
		//把錯誤資訊給errno，然後strerror把錯誤碼轉換成錯誤資訊列印出來
		printf("%s\n", strerror(errno));
	}
	return 0;
}
           

🔞記憶體操作函數

memcpy

記憶體拷貝函數:

指定

str

指向的count個位元組的記憶體拷貝到

dest

指向的記憶體。

傳回

dest

指向記憶體的首位址。

看代碼：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int brr[5] = { 0 };
	memcpy(arr, brr, 20);//20表示20個位元組，覆寫的是20個位元組的記憶體
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}
           

memmove

這個也是記憶體拷貝，它可以解決自己對自己拷貝。彌補了

memcpy

不能自己對自己的拷貝的缺陷。

看代碼：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memmove(arr+3, arr, 20);
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}
           

memcmp

記憶體比較函數，依次比較的是每個位元組裡面數值的大小。

傳回值看下面的圖：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int brr[10] = { 1,2,3,5,6 };
	printf("%d\n",memcmp(arr, brr, 20));
	return 0;
}
           

memset

記憶體設定：

把記憶體裡面的數值，重新設定成指定數，設定的是一個位元組的記憶體，

count

表示要改變多少個字元的記憶體，傳回改變記憶體的位址。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memset(arr, 0x11, 19);
	
	return 0;
}
           

從上面的圖檔可以看出

動态開辟類malloc,realloc,calloc,free

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直達連結

檔案操作類函數

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直達連結

atoi

該函數需要的參數是字元型指針，傳回類型是

int

類型，需要的頭檔案為

#include <stdlib.h>

找到字元串中第一次出現的

-

或者

+

，或者

數字字元

時，出現空格的時候會跳過。開始進行數字字元的轉換;再次遇見非數字字元的時候，就停止轉換。傳回值，遇見

-

就傳回負的數，正的傳回正的數。如果第一次出現的不是上面的情況就傳回0。

簡單的使用

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    printf("%d\n", atoi("210"));
    printf("%d\n", atoi("01-2"));
    printf("%d\n", atoi("ju+naera20sgvagrk"));        
    printf("%d\n", atoi("-214748364"));
}
           

qsort

排序函數，可以排序各種類型的，它需要的頭檔案為

stdlib.h

它的傳回類型為空，參數有4個，

void *ptr,

待排序數組的指針

size_t count,

元素的個數

size_t size,

每個元素的大小

int (*comp)(const void *a, const void *b)

比較函數，這個比較函數的傳回類型為int 類型，參數有2個，都是const 修飾的void* 類型的指針

在強制類型轉換時，轉換成的是

qsort

函數第一個參數所對應的類型

如果

*a>*b

傳回大于0的整數，

*a<*b

傳回小于0的整數，相等時傳回0。

void* 的類型可以接受各種類型的指針，但不能對void*類型的變量進行解引用操作。

那個比較函數是需要自己寫的

下面就嘗試使用一下這個函數：以排序結構體為例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct student
{
	int age;
	char nume[20];
	int len;
}stu;
int cmp_stu_age(const void* a,const void* b)
{
	int aa = ((stu*)a)->age;
	int bb = ((stu*)b)->age;
	if (aa > bb)return 1;
	if (aa < bb)return -1;
	return 0;
}
int main()
{
	stu people[3] = { {20,"maole",181},{32,"wngshaobi",162},{18,"maeivc",170}};
	qsort(people, sizeof(people) / sizeof(people[0]), sizeof(people[0]), cmp_stu_age);
	return 0;
}
           

這是按年齡分的

沒有排序前：

排序後：

🔞模拟實作庫函數

模拟實作strcpy

void my_strcpy(char* des,char* sor)
{
	while (*sor!='\0')
	先周遊源字元串的\0,把\0之前的元素全部拷貝到目标字元串中
	{
		*des = *sor;
		des++;
		sor++;
	}
	最後再把\0拷貝到目标字元串中
	*des = *sor;
}
           

對上面的代碼進行超級優化，一些其他的優化就不一 一展示了

char* my_strcpy(char* des, const char* sor)
{
	assert(des && sor);
	這個庫函數上面講了
	char* ret = des;
	while (*des++ = *sor++);
	return ret;
}
           

模拟實作strlen

實作方法1：計數器方法

int my_strlen(const char* str)
{
	int ret = 0;
	while (*str++)
		ret++;
	return ret;
}
           

實作方法2：指針方法

size_t my_strlen(const char* str)
{
	const char* temp = str;
	保證temp的類型和str的類型一緻
	while (*++str);
	為了找到\0
	return str - temp;
	指針相減得到它們直之間的元素的個數
}
           

實作方法3：函數遞歸方法

int my_strlen(const char* str)
{
	if (*str)
		return 1 + my_strlen(str + 1);
	else
		return 0;
}
           

判斷是不是\0,不是指針就往後走一步，是就傳回0，一步一步進行累加求和.

模拟實作strcmp

庫函數的使用過程看上文

看代碼：

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)`
{
	while (*str1==*str2&&*str1&&*str2)`找到不相同的字元
	{
		str1++;
		str2++;
	}
//出來循環之後有兩種情況:
//1字元不相等，
//2.至少有一個字元串通路到了\0.
//不管是哪一種情況，直接相減，即可判斷誰大誰小還是相等
​	return *str1 - *str2;
}  
           

模拟實作strstr

char* my_strstr(const char* str1, const char* str2)
{
	const char* temp1 = str1;
	const char* temp2 = str2;
	if (*str2=='\0')//字元串長度為0直接傳回str1
		return (char*)str1;
	while (*str2)
	{
		while (*str1 != *str2 )
		{
			str1++;
			if (*str1 == '\0')
			return NULL;
		}
		//找到了相同的字元了
		temp1 = str1;
		while (*str1 == *str2)
		{
			str1++;
			str2++;
			if (*str2 == '\0')
				return (char*)temp1;
		}//沒有找到，從新進行标記查找
		str2 = temp2;
		str1 = temp1 + 1;
	}
}
           

KMP算法解法

模拟實作strcat

char* my_strcat(char* dest, const char* sou)
{
	char* ret = dest;
	while (*dest)找到\0
	{
		dest++;
	}
	while (*dest++ = *sou++)追加
		;
	return ret;
}
           

模拟實作qsort

用冒泡排序函數模拟實作qsort

int cmp_stu_age(const void* a,const void* b)
這個是需要自己的定義的
{
	int aa = ((stu*)a)->age;
	int bb = ((stu*)b)->age;
	if (aa > bb)return 1;
	if (aa < bb)return -1;
	return 0;
}
void swap(char* e1,char* e2,int size)
這裡是記憶體中的資料以一個一個位元組的形式進行交換
{
	int i = 0;
	char temp;
	for (i=0;i<size;i++)
	{
		temp = *(e1 + i);
		*(e1 + i) = *(e2 + i);
		*(e2 + i) = temp;
	}
}
void my_qsort(void* ptr,int n,int size,int(*cmp)(const void*,const void*) )
{
	int i, j;
	int count = 0;
	for (i=0;i<n-1;i++)
	{
		for (j=0;j<n-1-i;j++)
		{
			if ((cmp((char*)ptr + j * size , (char*)ptr + (j + 1) * size)) > 0)
			{
				swap((char*)ptr + j * size, (char*)ptr + (j + 1) * size,size);
				count = 1;
			}
		}
		if (count == 0)
			break;
	}
}
int main()
{
	stu people[3] = { {20,"maole",181},{32,"wngshaobi",162},{18,"aeivc",170}};
	my_qsort(people, sizeof(people) / sizeof(people[0]), sizeof(people[0]), cmp_stu_age);
	return 0;
}
           

模拟實作memcpy

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, int count)
{
	void* ret = dest;
	while (count--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}
           

模拟實作memmove

有兩種情況，第一是，

src < dest

,另一種是大于等于的情況。每種情況的拷貝方法不一樣，前一個是從後往前拷，後一個是從前往後後拷。

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

模拟實作atoi

b代表數值的正負

a代表有沒有查找到

數字字元

,查找到為0，沒有查找到為1

sum表示要輸出的數值

int my_atoi(const char* temp)
{
	int sum = 0;
	int a = 1;
	int b = 1;
	while (*temp)
	{
		//開始時排除+ - 和空格
		while (*temp == ' ')
		{
			temp++;
		}
		if (*temp == '-' && a == 1)
		{
			b = -1;
			temp++;
		}
		else if (*temp == '+' && a == 1)
		{
			b = 1;
			temp++;
		}
		//找到數字字元
		while (*temp >= '0' && *temp <= '9')
		{
			if (a == 0)
			{
				sum *= 10;
			}
			sum += *temp - '0';
			a = 0;
			temp++;
		}
		//此處一定不是數字字元
		break;
	}
	return b * sum;
}
           

模拟實作strncat

char* my_strncat(char* des,const char* sor,int n )
{
	char* ret = des;
	while (*des)
		des++;
	while (n&&*sor)
	{
		*des++ = *sor++;
		n--;
	}
	*des = '\0';
	return ret;
}

           

模拟實作strncpy

char* my_strncpy(char* des, const char* sor, int n)
{
	char* ret = des;
	while (n)
	{
		*des++ = *sor++;
		n--;
		if (*(sor - 1) == '\0')
			break;
	}

	return ret;
}