C语言中常用的字符串函数（strlen、sizeof、sscanf、sprintf、strcpy）

C语言中常用的字符串函数

1 strlen函数

??strlen即为string length，顾名思义该函数是用来求字符串长度的。在介绍strlen函数之前，我们要先介绍一下"\0"这个转义字符。任何一个字符串后面都会隐藏一个"\0",该转义字符是字符串结束的标志，所以我们在使用strlen函数求字符串长度时，遇到"\0"时停止读取，此时"\0"前的字符个数就是字符串的长度。

注意：
??这里的"\0"只是结束标志，并不算一个字符！

示例1：

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

int main()
{
    printf("%d\n", strlen("xxccyy"));
    
    system("pause");

    return 0;
}

我们将字符串"xxccyy"在内存的存储结构展示如下：

示例2：
??在c语言中，字符串并没有作为一种独立的数据类型进行定义。相反，字符串被表示为字符数组或字符指针。以下是两种常见的表示字符串的方法：

1. 使用字符数组：

char str[20] = "Hello, World!"; // 声明一个字符数组来存储字符串

2. 使用字符指针：

char *str = "Hello, World!"; // 声明一个指向字符的指针，指向字符串常量

??接下来我们介绍使用字符数组存储字符串的每一个字符，使用这种定义方式对于strlen的求解有何不同呢？

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

int main()
{
    char arr1[] = {'x','x','c','c','y','y'};
	char arr2[] = {'x','x','c','c','y','y','\0'};

    printf("%d\n", strlen(arr1));
    printf("%d\n", strlen(arr2));
    
    system("pause");

    return 0;
}

??arr1数组只是单纯把字符串“abcdef”的每一个字符用数组存储起来，而arr2数组则是多存储了一个“\0"，可以看到arr1数组的长度为9，arr2数组的长度为6，接下来我们将展示两个数组在内存中的存储状态。


?? arr2数组的存储情况和示例1字符串的存储情况相同，而arr1却不同。对于arr2我们不进行说明，接下来我们分析下为什么arr1数组的长度为9。
??上文我们说过字符串结束标志为"\0",但是我们的arr1数组没有额外存储"\0"，所以编译器在读取时，并不会像我们所期望的那样停止读取，故长度当然不会为6。但是为什么最终读取的长度为9，是因为在读取时，编译器读取完arr1时会继续往后读取，直到读取到”\0"，arr1在读取完第9个字符后才会遇到”\0"；由于每个人的电脑和编译器不同，读取的长度也不一样，所以arr1这种情况一般我们认为它读取的结果为随机值！

示例3：

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

int main()
{

    printf("%d\n", strlen("xcy\0zfr"));
    
    system("pause");

    return 0;
}

示例3是为了进一步说明字符串结束标志"\0"的重要性。

2 sizeof函数

2.1 sizeof介绍

??sizeof是计算变量在内存的占空间的大小，单位是字节。

2.2 sizeof用法

• 使用sizeof查看数据类型占空间大小

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

int main()
{
	printf("sizeof(char): %d\n", sizeof(char));
	printf("sizeof(short): %d\n", sizeof(short));
	printf("sizeof(int): %d\n", sizeof(int));
	printf("sizeof(long): %d\n", sizeof(long));
	printf("sizeof(long long): %d\n", sizeof(long long));
	printf("sizeof(float): %d\n", sizeof(float));
	printf("sizeof(double): %d\n", sizeof(double));

    system("pause");
	return 0;
}

• 使用sizeof计算基本数据类型变量的占用空间的大小

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

int main()
{
	char c = 'a';
	int i = 1;
	short s = 1;
	long l = 1;
	long long ll = 1;
	float f = 1.0;
	double d = 1.0;
	printf("sizeof(c): %d\n", sizeof(c));
	printf("sizeof(s): %d\n", sizeof(s));
	printf("sizeof(i): %d\n", sizeof(i));
	printf("sizeof(l): %d\n", sizeof(l));
	printf("sizeof(ll): %d\n", sizeof(ll));
	printf("sizeof(f): %d\n", sizeof(f));
	printf("sizeof(d): %d\n", sizeof(d));

    system("pause");
	return 0;
}

• 使用sizeof计算指针的占用空间大小
  ??需要注意的是，32位平台所有类型的指针的占用空间大小都是4个字节，64位平台所有类型的指针占用的空间大小为8个字节，观察如下代码：

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


int main()
{
	printf("sizeof(char*): %d\n", sizeof(char*));
	printf("sizeof(short*): %d\n", sizeof(short*));
	printf("sizeof(int*): %d\n", sizeof(int*));
	printf("sizeof(long*): %d\n", sizeof(long*));
	printf("sizeof(long long*): %d\n", sizeof(long long*));
	printf("sizeof(float*): %d\n", sizeof(float*));
	printf("sizeof(double*): %d\n", sizeof(double*));

    system("pause");
	return 0;
}

• 计算数组元素的个数

如想得到数组的元素个数，有以下两种方法：
1.总长度/相对应的数据类型长度
2.总长度/首元素长度

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

int 	a[]={1,2,3,4,5};
short 	b[]={1,2,3,4,5};
long  	c[]={1,2,3,4,5};
float	d[]={1,2,3,4,5};
double  e[]={1,2,3,4,5};
char    f[]="12345";

int main(void)
{
	printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d,e=%d,f=%d\n",
	sizeof(a)/sizeof(int), sizeof(b)/sizeof(short), sizeof(c)/sizeof(long),sizeof(d)/sizeof(float),sizeof(e)/sizeof(double),sizeof(f)/sizeof(char));

	printf("a=%d,b=%d,c=%d,d=%d,e=%d,f=%d\n",
	sizeof(a)/sizeof(a[0]), sizeof(b)/sizeof(b[0]), sizeof(c)/sizeof(c[0]),sizeof(d)/sizeof(d[0]),sizeof(e)/sizeof(e[0]),sizeof(f)/sizeof(f[0]));
	
    system("pause");
    return 0;
}

3 sscanf函数

3.1 sscanf介绍

sscanf函数是C语言中的一个标准库函数，用于从格式化的字符串中读取输入。

sscanf的函数原型：

#include <stdio.h>
int sscanf(const char *str, const char *format, ...);

其中，str表示要读取的字符串，format表示格式控制字符串，…表示可变参数列表。

3.2 sscanf用法

• 整形数据转换

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

int main()
{
    int year, month, day;

    int converted = sscanf("20231215", "%04d%02d%02d", &year, &month, &day);

    printf("converted=%d, year=%d, month=%d, day=%d\n", converted, year, month, day);
    system("pause");

    return 0;
}

??“%04d%02d%02d"是用来解析字符串的格式，%表示格式转换的开始，d表示转换为一个整数，04作为d的修饰，表示这是一个长度为4位的整数，不足4位时以0补齐。
??返回值converted等于3，表示有3个数据成功转换，转换成功数目同时取决于被解析的字符串以及其转换格式，如果我们把例子中的格式改为”%04d%02d"，那么sscanf将只返回2，day的数值不会被sscanf更改。

• 浮点数转换

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

int main()
{
    double longitude, latitude;

    int converted = sscanf("113.123456789,31.123456789", "%lf,%lf", &longitude, &latitude);

    printf("converted=%d, longitude=%.9lf, latitude=%lf\n", converted, longitude, latitude);
    system("pause");

    return 0;
}

sscanf的格式字符串中，f表示这是一个浮点数，其修饰词l表示这是一个double的浮点数。

3.3 sscanf高级用法

取到指定字符为止：运算符 %[ ]

• 遇到空格为止

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

int main()
{
    char str[100];
    sscanf("Lucky xu123", "%[^ ]", str); //取遇到空格为止字符串    
    printf("str=%s\n", str); 

    system("pause");

    return 0;
}

• 遇到指定字符为止

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

int main()
{
    char str[100];
    sscanf("Lucky xu123", "%[^1]", str); //取遇到空格为止字符串    
    printf("str=%s\n", str); 

    system("pause");

    return 0;
}

??我们设定运算符为% [^1] ，即遇到1截止，最终结果也符合预期。

• 取仅包含指定字符集

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

int main()
{
    char str[100];
    sscanf("654321abcdedfABCDEF", "%[1-9a-z]", str); //只取数字和小写字符
    printf("str=%s\n", str);  

    system("pause");

    return 0;
}

[a-z]表示读取a-z的所有字符，[^a-z]表示读取除a-z以外的所有字符 。

• 取到指定字符集为止

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

int main()
{
    char str[100];
    sscanf("BCDEF123456abcdedf", "%[^a-z]", str); //取遇到小写字母为止的字符串       
    printf("str=%s\n", str);   

    system("pause");

    return 0;
}

4 sprintf函数

4.1 背景

??在使用STM32驱动TFT屏幕时，发现厂家给的驱动函数只支持16位无符号整形数据，即可显示的范围为0~65535，那么我们想显示65535以外的数则需要自己写驱动函数，本着偷懒的原则我发现了厂家提供了字符串驱动函数，那么我们只需要将65535以外的数转为字符串进行显示即可。

这便需要使用我们的sprintf函数，sprintf的函数原型：

#include <stdio.h>
int sprintf( char *buffer, const char *format, [ argument] … );

参数列表：
buffer：char型指针，指向欲写入的字符串地址。
format：char型指针，指向的内存里面存放了格式字符串。
[argument]…：可选参数，可以是任何类型的数据。
返回值：字符串长度（strlen）

4.2 sprintf用法

• 将 %f 格式的数据写入到字符串中

#define _USE_MATH_DEFINES 1  //如果要使用<math.h>里面的宏，需要定义_USE_MATH_DEFINES 
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
	char str[80];
	
	sprintf(str, "Pi 的值 = %f", M_PI);
	puts(str);

    system("pause");
	return(0);
}

• 字符串写入字符串中

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

int main()
{
	char dest[20];
	sprintf(dest, "Hello World!");
	puts(dest);

    system("pause");
    return 0;
}

• 多个格式的写入

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

int main()
{
	int num = 886;
	char str[] = "byebye";
	char dest[20];
	sprintf(dest, "%s is %d", str, num);
    puts(dest);

    system("pause");
    return 0;
}

• 观察函数的返回值

sprintf函数的返回值不包含目标字符串末尾自动添加的’\0’

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

int main()
{
	int num = 886;
	char str[] = "byebye";
	char dest[20];
	int len = sprintf(dest, "%s is %d", str, num);
	puts(dest);
	printf("len = %d\n", len);

    system("pause");
    return 0;
}

• 指定起始目标字符串地址

当你想要在一个字符数组的某个位置开始时，那么第一个参数就要传对应位置的地址。

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

int main()
{
	char dest[40] = "I love ";
	char str[] = "this world!";
    sprintf(dest + 7, str);
	puts(dest);

    system("pause");
    return 0;
}

• 格式化字符数组

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

int main()
{
	char a[100] = { 0 };
	sprintf(a, "你好,我是%s博主", "Jack.xu");
	printf("%s\n", a);

    system("pause");
    return 0;
}

• 字符串的拼接

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

int main()
{
	char dest[100];
	char str1[] = "Hello";
	char str2[] = "World!";
	int len1 = sprintf(dest, "%s, % s", str1, str2);
	printf("%s\n%d\n", dest, len1);

    system("pause");
    return 0;
}

• 数字转换成字符串

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

int main()
{
	unsigned int number = 655350;
	char buffer[10];
	sprintf(buffer, "%d", number);
	printf("%s\n",buffer);

    system("pause");
    return 0;
}

??在这里我们将655350转化为字符串。可以看出，利用sprinrf函数可以解决我们背景中的问题。

5 strcpy函数

5.1 strcpy介绍

?? strcpy函数是将一个字符串复制到另一块空间地址中的函数，‘\0’是停止拷贝的终止条件，同时也会将 ‘\0’ 也复制到目标空间。
??strcpy的函数原型：

#include <string.h>
char *strcpy(char *dest, const char *src);

函数的参数：

• char *dest------------目标字符串的首地址
• const char *src------源地址：被复制的字符串的首地址，用const修饰，避免修改掉被拷贝的字符串

函数的返回值类型：

• char*：返回的是目标字符串的首地址

5.1 strcpy用法

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

int main()
{
	char arr[10] = { 0 };
	const char* p = "abcdef";
	strcpy(arr, p);
	printf("%s\n", arr);

    system("pause");
	return 0;
}