C语言常用字符串库函数实现解析

计算字符串长度 strlen

strlen函数用于计算给定字符串的有效字符个数，其计数过程会一直进行直到遇到结束符\0。在使用该函数时，需要注意传入的必须是有效的字符串首地址。

函数原型

size_t strlen ( const char * str );

下面是一个基础的自定义实现：

int my_strlen(char *str)
{
	char* ch=str;
	int count=0;
	while(*ch!='\0')
	{
		count++;
		ch++;
	}
	return count;
}

考虑到安全性，因为求长度的操作不会改变源字符串的内容，因此应当使用const关键字修饰输入指针，防止内部意外修改原数据。同时，由于只需要修改指针指向而非内容，我们可以用一个非const的临时指针来遍历：

int my_strlen(const char *str)
{
	const char* ch=str;
	int count=0;
	while(*ch!='\0')
	{
		count++;
		ch++;
	}
	return count;
}

字符串复制 strcpy

strcpy的功能是将源字符串（包含末尾的\0）整体拷贝到目标字符串缓冲区中。如果目标空间不足会导致严重的内存溢出错误，调用者需自行保证容量。

函数原型

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

自定义实现：

void my_strcpy(char* dest,const char *src)
{
	const char * srcCopy = src; // 备份源指针以便返回
	while(*srcCopy!='\0')
	{
		*dest=*srcCopy;
		dest++;
		srcCopy++;
	}
	*dest='\0'; // 必须手动补上结束符
}

如上所述，这里同样对源指针加上了const修饰。需要注意的是，循环结束时必须显式给目的字符串末尾添加'\0'，否则输出的结果将是乱码或不完整的字符串。

字符串拼接 strcat

strcat用于将源字符串追加到目标字符串的末尾。实现的关键在于先找到目标字符串的结尾，然后再开始合并。

函数原型

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

自定义实现：

void my_strcat(char* dest,const char *src)
{
	char * ch=dest;
	// 第一步：移动到dest字符串的末尾
	while(*ch!='\0')
		ch++;
	// 第二步：将src的内容逐个赋值给dest
	while(*src!='\0')
	{
		*ch=*src;
		ch++;
		src++;
	}
	*ch='\0'; // 拼接完成后，依然要补上结束符
}

操作逻辑是先通过循环遍历找到目的字符串的结束位置，随后再将原字符串所指的值一一赋给目的字符串后续的内存位置。重要前提是：目的字符串在内存分配时必须预留足够的空间，否则追加操作会造成越界破坏。

字符串比较 strcmp

strcmp按字典序逐个字符比较两个字符串的大小，直到发现不相等的字符或字符串结束。比较的是字符的ASCII值。

函数原型

int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );

一个严谨的实现应当包含指针合法性检查：

#include <assert.h>

int my_strcmp(const char* str1,const char *str2)
{
	assert(str1 != NULL); // 断言防止空指针崩溃
	assert(str2 != NULL);
	
	while(*str1 == *str2)
	{
		if(*str1 == '\0') // 两者都到达末尾
		{
			return 0; // 相等
		}
		str1++;
		str2++;
	}
	
	// 退出循环说明发现不等字符
	// 若 str1 > str2 返回正数，否则负数
	return (*str1 - *str2);
}

上述代码的逻辑是：只要两个字符相等就继续向后移动；如果不相等且不为\0，则直接根据当前字符的差值返回结果。这种简化写法比单独的`if-else`判断更符合标准库的行为。