C 語言字符串操作函數大全：標準庫、內存函數與 C++ string 核心接口

C 語言字符串操作函數大全：標準庫、內存函數與 C++ string 核心接口

一、C 標準庫字符串函數 (``)

函數	功能	備註
`strcpy(dst, src)`	複製字符串（含 `\0`）	dst 需足夠大
`strncpy(dst, src, n)`	複製前 n 字符	不足 n 補 `\0`
`strcat(dst, src)`	追加字符串	覆蓋 dst 末尾 `\0`
`strncat(dst, src, n)`	追加前 n 字符	自動加 `\0`
`strlen(s)`	字符串長度（不含 `\0`）
`strcmp(s1, s2)`	字典序比較	返回 <0,=0,>0
`strncmp(s1, s2, n)`	比較前 n 字符
`strchr(s, c)`	正向查找字符首次出現	返回指針/NULL
`strrchr(s, c)`	反向查找字符最後出現
`strstr(s1, s2)`	查找子串首次出現
`strpbrk(s, set)`	查找 set 中任一字符首次出現
`strspn(s, set)`	前綴全屬於 set 的長度
`strcspn(s, set)`	前綴全不屬於 set 的長度
`strtok(s, delim)`	分割字符串（破壞原串）	非線程安全
`strdup(s)`	複製字符串（內部 malloc）	需手動 free
`strrev(s)`	反轉字符串（非標準）	MSVC 扩展
`strupr/strlwr`	大小寫轉換（非標準）

二、字符串轉數值 (``)

• `atoi/atol/atof` — 簡單轉換，無錯誤檢查
• `strtol/strtod/strtoul` — 完整轉換，支持進制、尾指針返回、錯誤檢查

三、字符分類 (``)

`isalpha/isdigit/isspace/isalnum/isprint/iscntrl/ispunct/isxdigit/isupper/islower` — 參數為 `int`（字符或 EOF），返回非零/零。

四、內存操作函數 (``)

函數	功能
`memcpy(dst, src, n)`	複製 n 字節（不處理重疊）
`memmove(dst, src, n)`	複製 n 字節（正確處理重疊）
`memset(dst, c, n)`	設置 n 字節為字符 c
`memcmp(s1, s2, n)`	比較 n 字節
`memchr(s, c, n)`	查找字符 c 首次出現

五、C++ `std::string` 核心接口

`std::string` 非標準容器（無 `front/back`），但提供豐富操作：

構造/賦值

默認、C 串、計數字符、迭代器區間、子串、填充、移動等 13 種重載。

比較

`compare()` 6 種重載：與 string/C串/子串比較，返回 -1/0/1。

附加/插入

`push_back(c)`, `append()` 6 種重載，`insert()` 10 種重載，`operator+=`，`operator+` 5 種重載。

查找/替換/刪除

`find/rfind/find_first_of/find_last_of/find_first_not_of/find_last_not_of` 4 種參數形式。
`replace()` 10 種重載（位置/迭代器、字符串/C串/填充/區間）。
`erase()` 3 種：位置長度、單迭代器、迭代器區間。

子串/複製

`substr(pos, len)` 返回新 string。`copy(ptr, len, pos)` 複製到 C 緩衝區。
`c_str()` 返回 C 串指針，`data()` 同 `c_str()`（C++11 起保證以 `\0` 結尾）。

容量管理

`size/length`, `max_size`, `capacity`, `reserve`, `resize`（可指定填充字符），`shrink_to_fit` (C++11)。

六、輸入迭代器尾端約定

`istream_iterator` 默認構造持有空流指針，`operator==` 比較流指針，以此作為輸入結束哨兵。流讀取失敗時指針置空，配合 `operator bool`/`operator void*` 實現隱式轉換判斷。

七、常見坑點提醒

1. 目標緩衝區大小不足導致溢出 — 用 `strncpy`/`snprintf`/`strlcpy`（BSD）防範。
2. `strtok` 修改原串且非線程安全 — 多線程用 `strtok_r` 或 C++ `stringstream`/`regex`。
3. 字符分類函數參數須轉 `unsigned char` 避免負值未定義行為：`isalpha((unsigned char)ch)`。
4. `strcmp` 返回值僅能判斷正負零，不可假設具體值。
5. C++ `string` 下標越界不拋異常，返回不可預知值 — 用 `at()` 帶邊界檢查。