C語言字符串操作：手寫 strlen 實現與指針算術詳解

編輯：關於C語言

標準庫 `strlen` 原型

size_t strlen(const char *str);

返回字符串長度（不含結束符 \0），類型為 size_t（無號整數）。

指針版實現（教學經典）

size_t my_strlen(const char *str) {
    if (!str) return 0;           // 空指針防護
    const char *p = str;
    while (*p) p++;               // 指針後移直到指向 \0
    return p - str;               // 指針相減得元素個數
}

陣列索引版實現

size_t my_strlen_idx(const char *str) {
    if (!str) return 0;
    size_t len = 0;
    while (str[len]) len++;
    return len;
}

原始代碼分析

int mylen(char *str) {
    if (str == NULL) return 0;
    int len = 0;
    for (; *str++ != '\0';) len++;
    return len;
}

優點：簡潔、正確處理空指針、指針自增遍歷。
缺點：返回類型用 int 而非 size_t，長字符串（>2GB）會溢位；參數未加 const，無法傳入字面量常量。

改進版：標準兼容實現

#include <stddef.h> // for size_t

size_t my_strlen(const char *str) {
    if (!str) return 0;
    const char *end = str;
    while (*end) ++end;
    return end - str;
}

效能優化：字長對齊批量檢測

現代庫實現（如 glibc）使用 SIMD 或字長掩碼一次檢測 4/8/16 字節：

// 簡化版：每次檢測 4 字節（假設 32 位系統）
size_t fast_strlen(const char *s) {
    const unsigned int *p = (const unsigned int*)s;
    while (!(*p & 0x80808080) && !(*p & 0x40404040) && 
           !(*p & 0x20202020) && !(*p & 0x10101010)) p++;
    // 找到包含 \0 的字，逐字節精確定位
    s = (const char*)p;
    while (*s) s++;
    return s - (const char*)p + (p - (const unsigned int*)s); // 略
}

實際生產環境直接使用編譯器內建 __builtin_strlen 或庫函數。