strlen - 计算字符串长度

功能：计算一个字符串的长度，即从起始地址开始到第一个空字符（'\0'）前的字符个数（不包括'\0'本身）。

原型：

1	size_t strlen(const char *str);

参数：

str：要计算长度的字符串的指针。

返回值：

返回字符串的长度，类型为 size_t（通常是无符号整数）。

重要特点：

它只是遍历内存，直到遇到 '\0' 为止。如果传入的指针不是指向一个以 '\0' 结尾的字符串，函数会继续访问后面的内存，导致未定义行为（如崩溃）。

示例：

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

int main() {
    char str[] = "Hello";
    size_t len = strlen(str); // len = 5
    printf("The length of '%s' is %zu.\n", str, len);
    return 0;
}

strcpy - 字符串复制

功能：将一个字符串（包括结束符 '\0'）复制到另一个字符数组中。

原型：

1	char strcpy(char dest, const char *src);

参数：

dest：目标字符数组的指针，用于存放复制后的字符串。
src：源字符串的指针。

返回值：

返回目标字符串的指针 dest。

重要警告：

strcpy 不会检查目标数组 dest 的大小是否足够容纳 src 的内容。 如果 src 的长度大于 dest 分配的空间，会导致缓冲区溢出，这是非常严重的安全漏洞。务必确保 dest 的空间足够大。

安全替代品：strncpy 或非标准但更安全的 strlcpy（在某些系统中可用）。

示例：

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

int main() {
    char src[] = "Hello World";
    char dest[20]; // 确保目标数组足够大！

    strcpy(dest, src);
    printf("Copied string: %s\n", dest); // 输出 "Hello World"
    return 0;
}

strncpy - 受限的字符串复制

功能：将源字符串的前 n 个字符复制到目标数组。如果源字符串的长度小于 n，则会用空字符（'\0'）填充剩余空间。

原型：

1	char strncpy(char dest, const char *src, size_t n);

参数：

dest：目标数组。
src：源字符串。
n：最多复制的字符数。

返回值：

返回目标字符串的指针 dest。

重要特点与陷阱：

它可能不会在目标字符串的末尾自动添加 '\0'。如果源字符串的前 n 个字符中没有 '\0'，那么 dest 中的结果就不会以 '\0' 结尾。这是一个常见的错误来源。
通常需要手动确保字符串以 '\0' 结尾，例如：dest[n-1] = '\0';。

示例：

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

int main() {
    char src[] = "Hello";
    char dest[10];

    strncpy(dest, src, sizeof(dest));
    // 手动确保终止符，因为sizeof(dest)=10 > strlen(src)=5，所以是安全的
    dest[sizeof(dest) - 1] = '\0'; 

    printf("Copied string: %s\n", dest);
    return 0;
}

strcat - 字符串连接

功能：将源字符串 src 的一个副本追加到目标字符串 dest 的末尾（覆盖 dest 原有的终止空字符 '\0'），并在新字符串的末尾添加一个新的 '\0'。

原型：

1	char strcat(char dest, const char *src);

参数：

dest：目标数组，必须包含一个有效的 C 字符串，并且有足够的空间容纳连接后的结果。
src：要追加的源字符串。

返回值：

返回目标字符串的指针 dest。

重要警告：

和 strcpy 一样，它不检查目标数组的剩余空间是否足够。必须由程序员保证 dest 有足够的空间容纳 src 和原来的 dest 以及一个额外的 '\0'。否则会导致缓冲区溢出。

安全替代品：strncat

示例：

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

int main() {
    char dest[20] = "Hello"; // 注意：dest必须足够大且是有效的字符串
    char src[] = " World!";

    strcat(dest, src);
    printf("Concatenated string: %s\n", dest); // 输出 "Hello World!"
    return 0;
}

strncat - 受限的字符串连接

功能：将源字符串的前 n 个字符追加到目标字符串的末尾，并总是添加一个终止空字符 '\0'。

原型：

1	char strncat(char dest, const char *src, size_t n);

参数：

dest：目标数组。
src：源字符串。
n：最多追加的字符数。

返回值：

返回目标字符串的指针 dest。

重要特点：

比 strcat 更安全，因为它限制了追加的字符数。
它总是会在结果字符串的末尾添加一个 '\0'，所以最终字符串 dest 的长度最多增加 n 个字符（n+1 个字节，包括 '\0'）。这是它与 strncpy 的一个重要区别，也更不容易出错。

示例：

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

int main() {
    char dest[20] = "Hello";
    char src[] = " My Friend!";

    // 只追加最多 4 个字符（" My "），并自动添加 '\0'
    strncat(dest, src, 4);
    printf("Concatenated string: %s\n", dest); // 输出 "Hello My "
    return 0;
}

strcmp - 字符串比较

功能：按字典顺序（ASCII 码顺序）比较两个字符串。

原型：

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

参数：

str1, str2：要比较的两个字符串。

返回值：

如果 str1 小于 str2，则返回一个负整数。
如果 str1 等于 str2，则返回 0。
如果 str1 大于 str2，则返回一个正整数。

比较规则：
逐个字符比较它们的 ASCII 值，直到遇到不同的字符或遇到 '\0' 为止。

示例：

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

int main() {
    char str1[] = "apple";
    char str2[] = "banana";

    int result = strcmp(str1, str2);

    if (result < 0) {
        printf("'%s' is less than '%s'\n", str1, str2);
    } else if (result > 0) {
        printf("'%s' is greater than '%s'\n", str1, str2);
    } else {
        printf("'%s' is equal to '%s'\n", str1, str2);
    }
    // 输出：'apple' is less than 'banana'
    return 0;
}

strncmp - 受限的字符串比较

功能：比较两个字符串的前 n 个字符。

原型：

1	int strncmp(const char str1, const char str2, size_t n);

参数：

str1, str2：要比较的字符串。
n：要比较的最大字符数。

返回值：

与 strcmp 类似，返回负整数、0 或正整数。

示例：

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

int main() {
    // 比较前 3 个字符
    int result = strncmp("ABC123", "ABC456", 3); // 只比较 "ABC" 和 "ABC"
    printf("Result: %d\n", result); // 输出 0 (相等)

    result = strncmp("ABC123", "ABC456", 6); // 比较到字符 '1' 和 '4' 不同
    printf("Result: %d\n", result); // 输出一个负数 ('1' < '4')
    return 0;
}

strchr - 查找字符第一次出现的位置

功能：在字符串 str 中查找第一次出现字符 c（转换为 char）的位置。

原型：

1	char strchr(const char str, int c);

参数：

str：要被搜索的字符串。
c：要查找的字符（以 int 形式传递，但内部会转换为 char）。

返回值：

如果找到，返回指向该字符的指针。
如果未找到，返回 NULL。

示例：

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

int main() {
    char str[] = "Hello World";
    char ch = 'W';

    char *result = strchr(str, ch);
    if (result != NULL) {
        printf("Found '%c' at position: %ld\n", ch, result - str); // 计算索引
        printf("The rest of string is: %s\n", result);
    } else {
        printf("'%c' not found.\n", ch);
    }
    // 输出：Found 'W' at position: 6
    //        The rest of string is: World
    return 0;
}

strstr - 查找子字符串第一次出现的位置

功能：在字符串 haystack 中查找第一次出现子字符串 needle 的位置。

原型：

1	char strstr(const char haystack, const char *needle);

参数：

haystack：要被搜索的主字符串。
needle：要查找的子字符串。

返回值：

如果找到，返回指向子字符串起始位置的指针。
如果未找到，返回 NULL。

示例：

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

int main() {
    char haystack[] = "This is a simple string";
    char needle[] = "simple";

    char *result = strstr(haystack, needle);
    if (result != NULL) {
        printf("Found '%s' at position: %ld\n", needle, result - haystack);
        printf("The rest of string is: %s\n", result);
    } else {
        printf("'%s' not found.\n", needle);
    }
    return 0;
}

总结与安全提示

函数	功能	主要风险
`strlen`	求长度	如果字符串无 `'\0'`，则导致未定义行为
`strcpy`	复制	缓冲区溢出
`strncpy`	受限复制	可能不以 `'\0'` 结尾
`strcat`	连接	缓冲区溢出
`strncat`	受限连接	相对安全，但仍需注意总长度
`strcmp`	比较	无
`strncmp`	受限比较	无
`strchr`	查找字符	无
`strstr`	查找子串	无

最佳实践：

始终检查目标缓冲区的大小：在使用 strcpy, strcat 等函数之前，确保目标数组足够大。使用 sizeof(dest) 来获取数组的实际大小。
优先使用“n”系列函数：如使用 strncpy, strncat 代替它们的旧版本，并正确处理终止符（特别是对于 strncpy）。
考虑使用更安全的替代函数：在一些平台或编译环境下，可以考虑使用非标准但更安全的函数，如 strlcpy 和 strlcat。
始终检查以空字符结尾：确保操作的字符串都是有效的、以 '\0' 结尾的 C 字符串。