【我爱C语言】详解字符函数isdigit和字符串转换函数（atoi和snprintf实现互相转换字符串）&&三种strlen模拟实现

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文章目录

✒️ 前言
💯字符分类函数
💯 💯字符串转换函数
💯 💯 💯strlen的使⽤
💯 💯 💯 💯 strlen的3种模拟实现方式
📝总结
✒️ 前言

本小节我们将学习字符分类函数，字符串转换函数，使用库函数实现函数(tolower,toupper) 的大小写转换，当然还有字符串转换成整数（isdigit和atoi），使用（snprintf）将整数怎么转换回字符串。最后还有strlen函数的三种模拟实现。文章干货满满，让我们学习起来！

💯字符分类函数

这些函数都定义在 ctype.h 头文件中。
它们的参数 c 是字符，返回值为非零(true)或零(false)。
ctype.h --iscntrl©- 任何控制字符
- isalpha© - 检查是否为字母字符( a ~z 或A ~ Z)
-isupper© - 检查是否为大写字母字符(A ~Z)
- islower© - 检查是否为小写字母字符(A ~Z)
- isdigit© - 检查是否为数字字符(十进制 0 ~ 9)
- isxdigit© - 检查是否为十六进制数字字符（包括所有十进制数字，小写字母a ~ f ,大写字母A ~ F）
- isalnum© - 检查是否为字母或数字字符( a ~z 或A ~ Z或0 ~ 9)
- isspace© - 检查是否为空白字符(空白字符：空格‘’、换页‘\f’,换行‘\n’,制表符‘\t’或者垂直制表符‘\v’等)
- ispunct© - 检查是否为标点符号字符(任何不属于数字或者字母的图形字符（可打印)）
- isprint© - 检查是否为可打印字符（任何可打印字符，包括图形字符和空白字符）
- isgraph© - 检查是否为除空格外的可打印字符（任何图形字符）

这些函数的使⽤⽅法⾮常类似，如 islower:
```
 int islower ( int c );
```
islower 是能够判断参数部分的 c 是否是⼩写字⺟的。
通过返回值来说明是否是⼩写字⺟，如果是⼩写字⺟就返回⾮0的整数，如果不是⼩写字⺟，则返回0。
```
#include 
int main()
{
	char arr[] = "A SeN yaO Zi XIn";
	int i = 0;
	while (arr[i])
	{
		if (islower(arr[i]))
		{
			arr[i] = arr[i] - 32;
		}
		putchar(arr[i]);
		i++;
	}
	return 0;
}
```
例如isalpha：
```
#include 
int main() 
{
	char c = 'a';
	if (isalpha(c))//检查是否为==字母==字符( 'a '~'z' 或'A' ~ 'Z')
	{
		printf("%c is an alphabetic character.\n", c);
	}
	return 0;
}
```
💯 💯字符串转换函数
```
int tolower ( int c ); //将参数传进去的⼤写字⺟转⼩写 
int toupper ( int c ); //将参数传进去的⼩写字⺟转⼤写
```
这两个函数用于转换字母字符的大小写。

例如：
```
#include 
#include 
int main()
{
	char arr[] = "I Am A Student";
	int i = 0;
	while (arr[i])
	{
		if (isupper(arr[i]))
		{
			//arr[i] = arr[i] + 32;
			arr[i] = tolower(arr[i]);
		}
		putchar(arr[i]);
		i++;
	}
	return 0;
}
```
既然可以字符大小写换，那有没有字符串和数字转换的函数呢？答案是有的。
- isdigit检查单个字符是否是数字
- atoi将整个字符串转换为整数
  1. isdigit函数：
```
int isdigit(int c);
```
  isdigit函数用于检查给定字符是否是一个ASCII数字字符。它返回一个非零值或0来指示字符是否是数字（在ctype.h头文件中）。
  1. atoi函数：
```
int atoi(const char *str);
```
  atoi函数用于将字符串转换为相应的整数值。它会跳过字符串前面的空格，然后将字符串中连续的数字字符转换为整数返回。（使用atoi函数需要包含stdlib.h头文件）
  
  它们都是标准C库中常用的字符串和数字转换函数。
  
  isdigit:用于检查单个字符c是否是一个数字字符。如果是数字字符，它会返回c对应的ASCII数字值，否则返回0。
  atoi(str):用于将字符串str转换为整数。它会跳过字符串前面的空白字符，然后将字符串中的数字字符转换为相应的整数值返回。
  
  这两个函数经常一起使用，来实现字符串到整数的转换：
```
#include 
#include 
#include 
int main() 
{
	char str[] = "123";
	int i = 0;
	int sum = 0;
	for (i = 0; str[i] != '\0'; i++) 
	{
		if (isdigit(str[i])) //使用isdigit检查每个字符是否是数字
		{
			sum = sum * 10 + (str[i] - '0');
		}//如果是数字，则取它的ASCII值减去'0'得到实际值，累加计算字符串整数值
	}
	printf("isdigit 逐个转换: %d\n", sum);
	int num = atoi(str);//或者直接使用atoi直接转换整个字符串
	printf("atoi 直接转换: %d\n", num);
	return 0;
}
```
  运行代码如下：
  既然有实现字符串到整数的转换，那也可以将整数转换为字符串吧！没错！老铁，杠杠的！
  
  snprintf函数可以将整数转换为字符串
  
  snprintf函数原型：
```
int snprintf ( char * str, size_t n, const char * format, ... );
```
  其中：
  - char *str 是目标字符串缓冲区指针
  - size_t size 是缓冲区大小缓冲区中要使用的最大字节数。生成的字符串的长度最多为 n-1，为额外的终止 null 字符留出空间。(size_t 是无符号整数类型。)
  - const char *format 是格式字符串
  - ... 表示可变参数列表,根据格式字符串，该函数可能需要一系列附加参数，每个参数都包含一个值，用于替换格式字符串中的格式说明符（或指向存储位置的指针，对于 n）。这些参数的数量应至少与格式说明符中指定的值数一样多。该函数将忽略其他参数。
    注意：snprintf函数的返回类型是一个int值，表示实际写入目标字符串(不包括终止null字符’\0’)的字符数。
    如果返回值等于或大于指定的size,就表示格式化字符串写入目标缓冲区时会发生截断。
    如果足够大，则将写入的字符数，不包括终止 null 字符。
    如果发生编码错误，则返回负数。
    请注意，只有当此返回值为非负且小于时，字符串才被完全写入。
    
    总结：我们可以把可变参数(...)设置为整数num,(const char * format)格式是==“%d”,存储进大小为size_t n的目标字符数组str==中就可以解决了。
    
    上代码：
```
#include 
int main()
{
    int num = 123456;//定义一个整数num
    char str[10] ;//字符数组str作为目标缓冲区
    int len = snprintf(str, sizeof(str), "%d", num);
				//调用snprintf进行格式化转换，并用len接收返回值
	printf("%d\n", len);//查看他返回的写入字符串的个数
    if (len = sizeof(str)) 
    {
        printf("截断，数字长度大于缓冲区大小\n");
    }
    else
    {
        printf("字符串转换成功: %s\n", str);
        printf("字符串写入成功且第二个元素是: %c\n", str[1]);
    }
    return 0;
}
```
    代码运行：
    
    在代码中，我没有给字符数组str赋值 char str[10] ;//字符数组str作为目标缓冲区，在整数123456调试中我们可以看到str[6]=='\0'
    '\0'哪里来的呢？
    我们通过前面知道snprintf函数的返回值表示实际写入目标字符串的字符数，但不包括结尾的null字符’\0’。
    至于null字符'\0'是怎么来的，snprintf在写入字符串时，会自动在结尾添加一个null字符'\0’,用来标识字符串的结束。
    整数"123456"转换为字符串，需要6个字符加1个null字符，总长度是7。
    因此我们需要在目标字符串内存中预留了null字符所占的空间
```
	int num = 1234567890;//将num重新定义10个整数
    char str[10] ;//字符数组str作为目标缓冲区
```
    因此我们需要在目标字符串内存中预留了null字符所占的空间，不然会发生截断
    
    
    💯 💯 💯strlen的使⽤
```
 size_t strlen ( const char * str );
```
    • 字符串以 '\0' 作为结束标志，strlen函数返回的是在字符串中 '\0' 前⾯出现的字符个数（不包含 '\0' )。
    • 参数指向的字符串必须要以 '\0' 结束。
    • 注意函数的返回值为size_t，是⽆符号的（易错）
    • strlen的使⽤需要包含头⽂件
    
    代码实现：
```
#include 
#include 
int main()
{
	char arr1[] = "abcdef";//[a b c d e f \0]
	char arr2[] = { 'a', 'b', 'c' ,'\0'};//[a b c]
	size_t len = strlen(arr2);
	printf("%zd\n", len);
	return 0;
}
```
    有个易错题：
```
#include 
#include 
int main()
{
	const char* str1 = "abcdef";//6
	const char* str2 = "bbb";//3
	if (strlen(str2) - strlen(str1) > 0)
	{
		printf("str2>str1\n");
	}
	else
	{
		printf("srt1>str2\n");
	}
	return 0;
}
```
    答案是什么呢？
    运行启动：
    为什么呢？
    
    strlen返回的字符串长度类型是size_t,它是一个无符号整数类型。
    - str1长度为6
    - str2长度为3
    - strlen(str2) - strlen(str1) 计算为3 - 6,结果是-3
    - 但是-3作为size_t类型，它是一个无符号整数，所以它的值实际上是大于0的，所以打印的是"str2>str1"。
      注意：
      size_t是一个无符号整数类型
      例如在32位系统中：
      size_t最大值为2^32 - 1
      -3作为size_t,它的值就是2^32 - 1 - 3他的值远远大于0.
      
      💯 💯 💯 💯 strlen的3种模拟实现方式
      1. 创建临时变量count
```
#include 
#include 
#include 
size_t my_strlen1(const char* str)
{
	size_t count = 0;
	assert(str != NULL);
	while (*str)
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
```
      2.指针减指针
      
      start指针记录起始位置，str指针遍历字符串，返回二者差值即为长度。
```
size_t my_strlen2(const char* str)
{
	assert(str);
	const char* start = str;
	while (*str)
	{
		str++;
	}
	return str - start;//两指针相减得到的是中间的元素个数
}
```
      3.函数递归遍历（不使用临时变量，求字符串长度）
```
  size_t my_strlen(const char* str)
{
	if (*str == '\0')
		return 0;
	else
		return 1 + my_strlen(str + 1);
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	size_t len = my_strlen(arr);
	printf("%zd\n", len);
	return 0;
}
```
```
例如，递归abcdef
my_strlen("abcdef");
1+my_strlen("bcdef");
1+1+my_strlen("cdef");
1+1+1+my_strlen("def");
1+1+1+1+my_strlen("ef");
1+1+1+1+1+my_strlen("f");
1+1+1+1+1+1+my_strlen("");
1+1+1+1+1+1+0;
```
      📝总结
      
      通过学习字符分类函数、字符串转换函数和字符串长度计算的原理和用法，我们可以更好地理解字符和字符串的处理方式，并能够灵活运用这些函数进行字符和字符串的处理。这些函数在实际的开发中经常会用到，掌握它们的使用方法对于提高开发效率和代码质量都很重要。
      
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