memset函数

memset 是 C/C++ 标准库中的一个高效内存操作函数，用于将指定内存区域的每个字节设置为特定值。

1. ​​函数原型与参数​​

void *memset(void *s, int c, size_t n);
​​参数​​：
s：目标内存指针（需可写）。
c：填充值（仅低8位有效，范围0~255）。
n：填充的字节数。
​​返回值​​：返回指针 s，便于链式调用。

2. ​​核心功能​​

• ​​按字节填充​​：将 s 指向的内存前 n 字节设为 c 的低8位（unsigned char 类型）。
• ​​常见用途​​：
  • 初始化内存（如清零数组、结构体）。
  • 清空敏感数据（如密码缓冲区）。
  • 快速填充字符数组（如字符串初始化）。

3. ​​使用示例​​

• ​​清零整型数组​​：

int arr[10];
memset(arr, 0, sizeof(arr));  // 每个字节设为0，整型结果为0

• ​​填充字符数组​​：

char str[100];
memset(str, '*', sizeof(str));  // 每个字节设为'*'

• ​​初始化结构体​​：

struct Student { char name[20]; int age; };
struct Student s;
memset(&s, 0, sizeof(s));  // 所有成员清零

memcpy函数

memcpy 是 C/C++ 标准库中的内存拷贝函数，用于将源内存区域的数据复制到目标内存区域。以下是其核心要点：

​​1. 函数原型​​

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);
​​参数​​：
dest：目标内存指针（需可写）。
src：源内存指针（需可读）。
n：要复制的字节数。
​​返回值​​：返回 dest 指针，便于链式调用。

​​2. 功能与特性​​

• 逐字节复制​​：按字节拷贝数据，不关心数据类型（如整型、结构体、字符串等）。

• ​​不处理重叠内存​​：若 src 和 dest 内存重叠，行为未定义，应改用 memmove。
  ​​- 无终止符检查​​：与 strcpy 不同，memcpy 严格按 n 字节拷贝，不因 \0 停止。
  ​​3. 使用示例​​

• ​​复制字符串​​

#include <string.h>
int main() {
    char src[] = "Hello";
    char dest[10];
    memcpy(dest, src, strlen(src) + 1); // 包含 '\0'
    printf("%s", dest); // 输出 "Hello"
    return 0;
}

• ​​复制结构体​​

struct Person { char name[20]; int age; };
struct Person p1 = {"Alice", 25};
struct Person p2;
memcpy(&p2, &p1, sizeof(struct Person)); // 深拷贝

4. 与 strcpy 的区别​​

特性	memcpy	strcpy
​复制内容​​	任意数据（字节级）	仅字符串（以 \0 结尾
​​长度控制​​	需显式指定n	自动到 \0 结束
​​安全性​​	可能溢出	更易溢出（无长度检查）

strncpy函数

strncpy 是 C 标准库中用于​​安全复制字符串​​的函数，定义在 <string.h> 头文件中。
​​1. 函数原型​​

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);
​​参数​​：
dest：目标字符数组，用于存储复制结果。
src：源字符串，需复制的数据来源。
n：最多复制的字符数（包括 \0）。
​​返回值​​：返回 dest 的指针。

​​2. 功能特性​​

• ​​复制规则​​：

  • 若 src 的前 n 个字符不含 \0，则 dest 不会自动添加 \0，需手动补全。
  • 若 src 长度小于 n，剩余空间用 \0填充。
  • 若 n < src 长度，仅复制前 n 个字符（不包含 \0）。

• ​​安全性​​：
  相比 strcpy，strncpy 通过限制复制长度避免缓冲区溢出，但需手动处理 \0。

​​3. 使用示例​​

• ​​基础用法​​

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

int main() {
    char src[] = "Hello, World!";
    char dest[20];
    strncpy(dest, src, 5);  // 复制前5个字符
    dest[5] = '\0';          // 手动添加终止符
    printf("%s\n", dest);    // 输出 "Hello"
    return 0;
}

• 安全复制（防止溢出）

void safe_strncpy(char *dest, const char *src, size_t dest_size) {
    strncpy(dest, src, dest_size - 1);
    dest[dest_size - 1] = '\0';  // 强制终止
}

​​4. 注意事项​​​

• 内存重叠​​：strncpy 不处理重叠内存，需用 memmove 替代。
• ​​性能​​：频繁填充 \0可能影响效率，适合固定长度场景（如结构体字段）。 ​​
• 替代方案​​：现代代码推荐使用 snprintf 或平台专用函数（如
  strlcpy）。

​​5. 与 strcpy 对比​​

特性	strncpy	strcpy
​​安全性​​	限制长度，避免溢出	无长度检查，高风险
​​终止符处理​​	需手动添加 \0	自动添加 \0
​​适用场景​​	固定长度缓冲区、结构体	已知安全长度的快速复制

strncmp函数

strncmp 是 C/C++ 中的字符串比较函数，用于​​按字典顺序比较两个字符串的前 n 个字符​​。以下是核心要点：

​​1. 函数原型（C/C++）​​

#include <string.h>
int strncmp(const char *str1, const char *str2, size_t n);
​​参数​​：
str1, str2：待比较的字符串（C 中以 \0 结尾）。
n：比较的最大字符数。
​​返回值​​：
​​0​​：前 n 个字符完全相同。
​​<0​​：str1 的前 n 个字符小于 str2。
​​>0​​：str1 的前 n 个字符大于 str2。

​​2. 功能特性​​

• ​​区分大小写​​：比较基于 ASCII 码值（如 ‘A’ < ‘a’）。 ​​
• 安全限制​​：仅比较前 n 个字符，避免越界风险（与strcmp 不同，后者比较到 \0 结束）。
• ​​部分匹配​​：适用于前缀检查（如验证协议头 “HTTP/1.1” 的前 4 字符是否为
  “HTTP”）。

​​3. 示例代码（C）​​

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

int main() {
    const char *s1 = "Hello";
    const char *s2 = "Hexagon";
    int result = strncmp(s1, s2, 3); // 比较前3字符 "Hel" vs "Hex"
    
    if (result == 0) printf("Equal\n");
    else if (result < 0) printf("s1 < s2\n"); // 输出此结果（'l' < 'x'）
    else printf("s1 > s2\n");
    return 0;
}

​​4. 与 strcmp 的区别​​

特性	strncmp	strcmp
​​比较范围​​	仅前 n 个字符	整个字符串（直到 \0）
​​安全性​​	更安全（避免溢出）	需确保字符串以 \0 结尾
​​用途​​	部分匹配、前缀检查	完整字符串比较

• 典型应用场景​​
• ​​协议解析​​：检查消息头（如 strncmp(buf, “GET”, 3)）。
• ​​输入验证​​：匹配固定前缀（如文件名扩展.txt）。
• 排序辅助​​：按前缀分组字符串。

strchr函数

strchr 是 C/C++ 中的字符串查找函数，用于​​在字符串中搜索指定字符的首次出现位置​​。

1. ​​函数原型​​

#include <string.h>
char *strchr(const char *str, int c);
​​参数​​：
str：待搜索的字符串（以 \0 结尾）。
c：要查找的字符（以 int 形式传递，实际按 ASCII 码处理）。
​​返回值​​：
​​成功​​：返回指向字符 c 首次出现的指针。
​​失败​​：返回 NULL（未找到字符）。

2. 示例代码​​

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

int main() {
    const char *s = "Hello, World!";
    char *ptr = strchr(s, 'W');
    if (ptr) 
        printf("Found: %s\n", ptr); // 输出 "World!"
    else 
        printf("Not found\n");
    return 0;
}

3. 特性​​

• ​​区分大小写​​：‘a’ 和 ‘A’ 视为不同字符。
• ​​搜索范围​​：包括字符串的终止符 \0（可查找 \0 的位置）。
• 效率​​：时间复杂度为 O(n)，需遍历字符串直到找到匹配或结束

atof函数

atof 是 C/C++ 标准库中用于​​将字符串转换为双精度浮点数（double）​​的函数，其名称源自 ​​ASCII to floating point​​ 的缩写。

​​1. 函数原型与头文件​​

#include <stdlib.h>
double atof(const char *str);
​​参数​​：str 为待转换的字符串（如 "123.45" 或 "-1.23e-4"）。
​​返回值​​：成功时返回对应的 double 值，失败或无效输入时返回 0.0。

​​2. 功能特性​​

• ​​解析规则​​：
  • 跳过字符串开头的空白字符（空格、制表符等）。
  • 识别正负号（+/-）、小数点（.）及科学计数法（e/E）。
  • 遇到非法字符（如字母）时停止转换，返回已解析部分。
• ​​示例​​：

printf("%f\n", atof("3.14"));    // 输出 3.140000
printf("%f\n", atof(" -2.5e3")); // 输出 -2500.000000

​​3. 注意事项​​
​​- 安全性问题​​：
不检查输入合法性（如 NULL 指针或非数字字符串），可能引发未定义行为。
​​推荐替代​​：使用更安全的 strtod 函数，支持错误检测：

char *endptr;
double num = strtod(str, &endptr);
if (str == endptr) printf("转换失败\n");

• ​​精度与兼容性​​：

返回 double 类型，若需 float 需显式转换（如 (float)atof(str)）。
跨平台时需注意字节序（大端/小端）问题。

​​4. 相关函数对比​​

函数	功能	返回值类型
atoi	字符串 → 整数	int
atol	字符串 → 长整数	long
atoll	字符串 → 长长整数	long long

​​5. 典型应用场景​​

• 解析配置文件中的浮点参数。
• 处理命令行输入的数值。
• 读取文本文件中的科学计数法数据。

​​6. 示例代码（C语言）​​

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

int main() {
    const char *str = "  -12.34E-2";
    double num = atof(str);
    printf("转换结果: %.6f\n", num);  // 输出 -0.123400
    return 0;
}

strtok 函数

strtok 是C标准库中的字符串分割函数，用于将字符串按指定的分隔符拆分成多个子字符串（称为 ​​token​​）。其原型为：

char *strtok(char *str, const char *delim);

• ​​str​​：首次调用时传入待分割的字符串；后续调用需传入 NULL，表示继续处理同一字符串。
• ​​delim​​：分隔符集合（如空格、逗号等），函数会根据其中任意字符分割字符串。

​​2. token = strtok(NULL, " ") 的含义​​

• ​​首次调用​​：需传入原始字符串指针，例如：

token = strtok(original_str, " ");  // 返回第一个token（如"Hello"）

• ​​后续调用​​：传入 NULL，表示从上一次分割结束的位置继续查找下一个token：

token = strtok(NULL, " ");  // 返回下一个token（如"world"）

• ​​关键点​​：NULL 参数告知函数继续处理剩余字符串，直到所有token被提取完毕（返回 NULL）。

3. 示例代码​​

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

int main() {
    char str[] = "Hello world this is C";
    char *token = strtok(str, " ");  // 首次调用
    while (token != NULL) {
        printf("%s\n", token);
        token = strtok(NULL, " ");   // 后续调用
    }
    return 0;
}

​​- 输出​​：

Hello
world
this
is
C