C 编程/string.h/函数参考

memset

概要

#include <string.h>
void *memset(void *s, int c, size_t n);

memset() 将 c 复制到 s 指向的对象的前 n 个字节中。

返回值

该函数返回指针 s。当发生错误时，没有定义的返回值。

来源

• 来自 OpenGroup 的 memset 的定义

strcat

在计算中，C 编程语言提供了一个名为 strcat 的库函数，允许将一个内存块附加到另一个内存块。这两个内存块都需要以 null 结尾。因为在 C 中，字符串不是一等公民数据类型，而是作为内存中的 ASCII 字节块实现的，strcat将有效地将一个字符串附加到另一个字符串，给定指向两个已分配内存块的指针。名称strcat是“字符串连接”的缩写。strcat可以在string.h头文件中找到。

例如

char str1[14] = "Hello,";    /* The array has enough space for 'Hello,' plus " world!" plus a null terminator */
strcat(str1, " world!");
puts(str1);                 /* prints "Hello, world!" to stdout followed by a newline */

以下是可能实现的strcat:

char *
strcat(char *dest, const char *src)
{
    size_t i,j;
    for (i = 0; dest[i] != '\0'; i++)
        ;
    for (j = 0; src[j] != '\0'; j++)
        dest[i+j] = src[j];
    dest[i+j] = '\0';
    return dest;
}

它也可以用其他字符串库函数来定义

char *
strcat(char *dest, const char *src)
{
    strcpy(dest + strlen(dest), src);
    return dest;
}

边界错误

strcat可能是危险的，因为如果要附加的字符串太长，无法放入目标缓冲区，它将覆盖相邻的内存，从而引发未定义的行为。通常程序在这种情况下只会导致段错误，但熟练的攻击者可以使用这种缓冲区溢出攻击来侵入系统（参见计算机安全）。

边界检查变体

为了防止缓冲区溢出，已经使用了多种替代strcat的方法。它们都接受一个额外的参数，该参数对目标缓冲区的长度进行编码，并且不会写入该缓冲区末尾。如果提供了错误的长度，它们都可能导致缓冲区溢出。

strncat

char* strncat(char* dst, const char* src, size_t n);

最常见的边界变体，strncat，只附加指定数量的字节，加上一个 NULL 字节。这允许每个连接的字符串使用不超过其在缓冲区中的“份额”，也许是用来制作表格的。它不适合更常见的需求，即获得适合缓冲区的连接字符串的前缀。为此，要传递的计数的正确值是bufferSize-strlen(buffer)-1。常见的错误是传递bufferSize, bufferSize-1和bufferSize-strlen(buffer)，这些都会导致缓冲区溢出。

strlcat

size_t strlcat(char* dst, const char* src, size_t size);

该strlcat函数由 OpenBSD 开发人员 Todd C. Miller 和 Theo de Raadt 创建，通常被认为是strncat的更安全、更有用的版本。它接受缓冲区的实际长度作为参数，并返回所需的字节数，允许调用者根据需要重新分配缓冲区。它已被移植到许多操作系统，但被 glibc 维护者明确拒绝，他们认为 C 程序员需要跟踪字符串长度，并且“使用此函数只会导致其他错误”。

strcat_s

errno_t strcat_s(char* dst, rsize_t size, const char* src);

strcat_s 函数在 ISO/IEC TR 24731 中提出标准化。 受 Microsoft C 运行时库支持。 以及其他一些 C 库。如果源字符串不适合，它会返回非零值，并将缓冲区设置为空字符串（如果原始字符串未存储在其他位置或调用者忽略返回值，则这是一个灾难性的结果）。它还被一些库明确不支持，包括 GLibc 库。 Microsoft 编译器发出的警告消息，建议程序员将strcat和strncat更改为此函数，据一些人推测是微软试图将开发者锁定在其平台上。

外部链接

• strcat(3) 手册页 通过 OpenBSD
• std::strcat 的 C++ 参考
• [1]

strchr

C 和 C++ 的函数名称 strchr()

语法
include <string.h>
char *strchr(const char *s, int c);

描述
strchr() 函数在 s 指向的字符串中查找 c 的第一个出现，转换为 char。终止 null 字符被认为是字符串的一部分。

参数
s 指向要搜索的字符串。

c 是要在字符串 s 中搜索的字符。

返回值
strchr() 函数返回指向 s 内找到的字符 c 的第一个出现的指针。如果字符串中没有出现字符 c，strchr() 返回一个空指针。

strcmp

在 POSIX 和 C 编程语言中，strcmp 是 C 标准库中的一个函数（在 string.h 中声明），用于比较两个 C 字符串。

根据 ISO/IEC 9899:1999，7.21.4.2 的原型

int strcmp(const char *s1, const char *s2);

当字符串相等时，strcmp 返回 0；当 s1 小于 s2 时，返回负整数；当 s1 大于 s2 时，返回正整数，根据字典序。

strcmp 的一个变体名为 strncmp，它只比较字符串到一定偏移量。

另一个变体 strcasecmp 符合 POSIX.1-2001，工作方式类似于 strcmp，但区分大小写。一些系统反而用名为 stricmp 或 strcmpi 的函数提供此功能。为了区分大小写地比较两个字符串的子集，各种系统可能会提供 strncasecmp、strnicmp 或 strncmpi。

示例

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

int main (int argc, char **argv)
{
    int v;

    if (argc < 3)
    {
        fprintf (stderr, "Compares two strings\nUsage: %s string1 string2\n",argv[0]);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    v = strcmp (argv[1], argv[2]);

    if (v < 0)
        printf ("'%s' is less than '%s'.\n", argv[1], argv[2]);
    else if (v == 0)
        printf ("'%s' equals '%s'.\n", argv[1], argv[2]);
    else if (v > 0)
        printf ("'%s' is greater than '%s'.\n", argv[1], argv[2]);

    return 0;
}

上面的代码是一个工作示例，它打印第一个参数是否小于、等于或大于第二个参数。

可能的实现是（P.J. Plauger，The Standard C Library，1992）

int strcmp (const char * s1, const char * s2)
{
    for(; *s1 == *s2; ++s1, ++s2)
        if(*s1 == 0)
            return 0;
    return *(unsigned char *)s1 < *(unsigned char *)s2 ? -1 : 1;
}

但是，大多数现实世界的实现将具有各种优化技巧来减少函数的执行时间。你会注意到，strcmp 不仅返回 -1、0 和 +1，还会返回其他负值或正值，这是由于优化掉了由 ?: 运算符引入的分支。

return *(const unsigned char *)s1 - *(const unsigned char *)s2;

外部链接

• C++ 对 std::strcmp 的引用

strcpy

C 编程语言提供了一个名为 strcpy 的库函数，在 string.h 头文件中定义，它允许将以 null 结尾的内存块从一个位置复制到另一个位置。由于 C 中的字符串不是一等数据类型，而是作为内存中的连续字节块来实现，strcpy将有效地复制给定指向两个已分配内存块的指针的字符串。

函数的原型是：

char *strcpy(char *destination, const char *source);

参数顺序模仿赋值：目标“=”源。返回值是 目标。

用法和实现

例如

char *str1 = "abcdefghijklmnop";
char *str2 = malloc(100); /* must be large enough to hold the string! */
strcpy(str2, str1); /* str2 is now "abcdefghijklmnop" */
str2[0] = 'A'; /* str2 is now "Abcdefghijklmnop" */
/* str1 is still "abcdefghijklmnop" */

在第二行，内存被分配来保存字符串的副本，然后字符串从一个内存块复制到另一个内存块，然后该副本的第一个字母被修改。

虽然简单的赋值str2 = str1似乎可以做同样的事情，它只复制了str1的内存地址到str2str1和到中，但不是实际的字符串。两者到都将引用相同的内存块，以前由

该strcpy指向的分配块将丢失。对 str2[0] 的赋值也会修改 str1，或者会导致访问冲突（因为现代编译器通常将字符串常量放在只读内存中）。strcpy函数通过遍历字符串的各个字符并将它们逐个复制来执行复制。的显式实现是

char *strcpy(char *dest, const char *src)
{
  unsigned i;
  for (i=0; src[i] != '\0'; ++i)
    dest[i] = src[i];

  //Ensure trailing null byte is copied
  dest[i]= '\0';

  return dest;
}

一个常见的紧凑实现是

char *strcpy(char *dest, const char *src)
{
   char *save = dest;
   while(*dest++ = *src++);
   return save;
}

C 库提供的现代版本通常一次复制多个字节，依靠位数学来检测较大的字在写入之前是否包含空字节。通常，调用会编译成专门用于执行strcpy.

Unicode

strcpy将适用于 Unicode 字符串的所有常见字节编码，包括 UTF-8。只要空字节不被其使用，就无需真正知道编码。

如果 Unicode 以大于一个字节的单位编码，例如 UTF-16，则需要不同的函数，因为空字节将出现在更大的代码单元的一部分中。C99 定义了函数wcscpy()，它将复制wchar_t大小的对象，并在遇到第一个值为零的对象时停止。这不像看起来那么有用，因为不同的计算机平台在如何设置wchar_t的大小（有些使用 16 位，有些使用 32 位）方面存在分歧。

缓冲区溢出

strcpy可能很危险，因为如果要复制的字符串太长而无法放入目标缓冲区，它将覆盖相邻的内存，导致未定义的行为。通常，程序在这种情况下只会导致分段错误，但熟练的攻击者可以使用缓冲区溢出来入侵系统。为了防止缓冲区溢出，已经使用了几种替代方案strcpy。它们都接受一个额外的参数，该参数是目标缓冲区的长度，并且不会写入该缓冲区末尾。如果提供了不正确的长度，它们仍然会导致缓冲区溢出。

strncpy

char* strncpy(char* dst, const char* src, size_t size);

strncpy写入了给定的字节数，如果字符串太长，则只复制字符串的开头，或者在副本的末尾添加零来填充缓冲区。它被引入 C 库是为了处理目录条目等结构中的固定长度名称字段。尽管它的名字是strcpy，但它不是的边界版本；它不保证结果是以 null 结尾的字符串。函数的名称具有误导性，因为strncat和snprintf 是的边界版本，分别是strcat和sprintf.

假设结果是以 null 结尾的字符串会导致两个问题。如果源字符串太长，则结果不是以 null 结尾的，这使得缓冲区末尾之后的数据看起来像是字符串的一部分。如果源字符串比缓冲区短得多，则将浪费大量时间将剩余的缓冲区填充为 null 字节。

标准 C 库中一个始终追加一个 null 字节的替代方法是使用 strncat，并将一个最初为空的字符串作为目标。

strlcpy

size_t strlcpy(char* dst, const char* src, size_t size);

该strlcpy函数由 OpenBSD 开发人员 Todd C. Miller 和 Theo de Raadt 创建，通常被认为是strncpy的更安全版本。它始终添加一个 null 字节，并返回所需的字节数，允许调用者重新分配缓冲区（如果可能）。它已被移植到许多操作系统，但最值得注意的是被 glibc 维护者 Ulrich Drepper 拒绝，他建议 C 程序员需要跟踪字符串长度，并且“使用此函数只会导致其他错误”。

strcpy_s

errno_t strcpy_s(char* dst, rsize_t size, const char* src);

strcpy_s 函数在 ISO/IEC TR 24731 中被提议用于标准化。 它受 Microsoft C 运行时库 和其他一些 C 库的支持。如果源字符串不适合，它将返回非零值，并将缓冲区设置为空字符串（而不是前缀！）。它也明确不受一些库的支持，包括 GNU C 库。 一些人推测，Microsoft 编译器发出的建议程序员将strcpy和strncpy更改为该函数的消息是 Microsoft 试图将开发人员锁定在其平台上。

外部链接

• C++ 对 std::strcpy 的引用
• strcpy(3): 复制字符串 – OpenBSD 库函数手册

strcspn

strcspn 是来自 C 标准库（头文件 string.h）的函数。

它在字符串中搜索特定的一组字符。

strcspn() 函数计算字符串 1 的初始段的长度，该段不包含字符串 2 中的任何字符。

返回值

该函数返回字符串 1 中第一个与字符串 2 中的任何字符匹配的字符的索引。

语法

#include <string.h>

size_t strcspn( const char *str1, const char *str2 );

示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(){
  char s[20] = "wikireader007", t[11] = "0123456789";
  printf("The first decimal digit of s is at position: %d.\n", '''strcspn'''(s, t));

  return 0;
}

输出:

s 的第一个十进制数字位于位置：10

外部链接

• cplusplus.com 上的 strcspn
• en.cppreference.com 上的 strcspn
• opengroup.org
• msdn.microsoft.com

strerror

字符串错误函数 strerror 是一个 C/C++ 函数，它将错误代码（通常存储在全局变量 errno 中）转换为人类可读的错误消息。

历史

strerror 函数在 IEEE Std 1003.1（也称为 POSIX 1）中定义。

可重入性

strerror 函数不可重入。有关该函数的可重入版本，请参见 strerror r。

用法

包含

#include <string.h>

声明

char* strerror(int errnum);

语义

该函数生成并报告一个 C 样式字符串，其中包含从与 errnum 传递的错误代码派生的错误消息。

参考

1. strerror by OpenGroup

外部链接

• std::strerror 的 C++ 参考

strlen

在 C 标准库中，strlen 是一个字符串函数，它确定 C 字符串的长度。

示例用法

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
    char *string = "Hello World";
    printf("%lu\n", (unsigned long)strlen(string));
    return 0;
}

此程序将打印值 11，它是字符串 "Hello World" 的长度。字符字符串存储在称为char的数据类型的数组中。字符串的结尾通过搜索数组中的第一个空字符来找到。

重要的是要注意，此长度 *不* 包含 C 字符串的结束字符所需的尾随空字节的数组条目。因此，如果您需要复制 C 字符串，则需要分配 strlen() + 1 的空间。

实施

FreeBSD 6.2 实现strlen如下所示：

size_t strlen(const char * str)
{
    const char *s;
    for (s = str; *s; ++s) {}
    return(s - str);
}

可以在 C 中编写更快的版本，这些版本检查完整的机器字而不是逐字节地检查。Hacker's Delight 给出了一个算法，该算法利用按位运算来检测这些字节中的任何一个是否为空 ('\0')。当前的 FreeBSD 实现就是这样做的。

现代 C 编译器通常提供strlen的快速内联版本，这些版本使用汇编编写，使用按位运算技术或某些 CISC 处理器提供的特殊指令。此外，strlen引用的字符串常量的长度通常优化为常数整数。

外部链接

• strlen(3): 计算字符串的长度 – Linux 库函数 手册
• std::strlen 的 C++ 参考

strrchr

strrchr 是 string.h 中的函数。 它主要用于从末尾开始搜索字符串中字符的最后一次出现。它返回指向字符串中字符最后一次出现的指针。结束空字符被认为是 C 字符串的一部分。因此，它也可以被定位以检索指向字符串末尾的指针。

语法

在 C 中，此函数被声明为

char *strrchr ( const char *, int );

str 是一个 C 字符串。character 是要定位的字符。它作为其 int 提升传递，但它在内部被转换回 char。

返回值

指向 str 中 character 最后一次出现的指针。如果未找到该值，该函数将返回一个 空指针。

示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void)
{
    const char *str = "This is a sample string";
    char *pch = strrchr(str, 's');
    printf("Last occurrence of 's' found at %d\n", pch - str + 1);
    return 0;
}

输出：'s' 的最后一次出现位于 18。

另请参阅

strchr

外部链接

• 有关 strchrnul 的一些信息
• std::strrchr 的 C++ 参考

strspn

strspn() 函数用于找出子字符串的长度或由一个字符串指向的字符串（例如 s1）的最大初始段的长度，该初始段包含来自另一个由另一个字符串（例如 s2）指向的字符串的所有字符，而 strscpn() 用于发现包含不在拒绝列表中的所有元素的初始段的长度。

语法

size_t strspn(const char *s, const char *accept);

size_t strcspn(const char *s, const char *reject);

参数

s1 - 指向要搜索的以空字符结尾的字符串。

s2 - 指向以空字符结尾的字符集。

strstr

strstr是 C 标准库字符串函数，定义在string.h. strstr()具有以下函数签名：char * strstr(const char *haystack, const char *needle);它返回指向第一个索引处的字符的指针，该索引处needle在haystack中，如果不存在，则返回 NULL。^[18]

该strcasestr()是一个与strstr()非常相似的函数，它忽略了needle和haystack. strcasestr()是一个非标准函数，而strstr()符合 C89 和 C99。^[18]

示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) 
{
	/* Define a pointer of type char, a string and the substring to be found*/
	char *cptr;
	char str[] = "Wikipedia, be bold";
	char substr[] = "edia, b";

	/* Find memory address where substr "edia, b" is found in str */
	cptr = strstr(str, substr);

	/* Print out the character at this memory address, i.e. 'e' */
	printf("%c\n", *cptr);

	/* Print out "edia, be bold" */
	printf("%s\n", cptr);
	
	return 0;
}

cptr现在是指向第六个字母（e）的指针，位于 "wikipedia" 中。

外部链接

• std::strstr 的 C++ 参考

strtok

strtok 是 C 库函数之一。strtok() 函数的语法如下：语法

#include <string.h>
char *strtok( char *str1, const char *str2 );

描述：strtok() 函数返回 str1 中下一个“标记”的指针，其中 str2 包含确定标记的分隔符。如果找不到标记，则 strtok() 返回 NULL。为了将字符串转换为标记，第一次调用 strtok() 应使 str1 指向要标记化的字符串。所有此后的调用都应使 str1 为 NULL。

strxfrm

strxfrm 是 C 标准库字符串函数，在 string.h 中声明。它根据当前区域设置转换字符串。

此函数的原型为

  size_t strxfrm(char *str1 , const char *str2 , size_t num);

参数

str1

是接收 num 个字符的转换字符串的字符串。如果 num 等于零，则 str1 仅包含空字符。

到

是要转换的字符串。

num

是要复制到 str1 中的最大字符数。

描述

strxfrm() 函数根据当前区域设置转换 str2。为此，使用定义在 locale.h 中的 LC_COLLATE 类别。转换后，转换后的字符串的前 num 个字符被复制到 str1 中。strxfrm() 函数执行转换，以使对两个字符串的 strcmp 结果与对两个原始字符串的 strcoll 结果相同。

返回值

strxfrm() 函数返回转换后的字符串的长度，不包括终止空字符。

示例用法

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(void)
{
    char str2[] = "Hello World";
    char str1[];
    printf("The length of str2 = %d\n",strxfrm(str1, str2, 4));
    printf("The content of str1 = %s\n", str1[]);
    printf("The content of str2 = %s\n", str2[]);
    return 0;
}

输出

str2 的长度 = 11
str1 的内容 = Hell
str2 的内容 = Hello World

外部链接

• strxfrm(3) – Linux 库函数 手册
• std::strxfrm 的 C++ 参考