C语言字符串操作函数实现与优化

本文将介绍用C语言实现字符串操作函数，并针对代码进行优化，提高效率和可读性。

代码实现

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

#define ERROR 0
#define OK 1

typedef int Status;
typedef struct {
    char *ch;
    int length;
} HString;

// 串赋值
Status StrAssign(HString *S) {
    char str[100];
    fgets(str, 100, stdin);
    str[strcspn(str, "\n")] = '\0'; // 去除换行符
    S->length = strlen(str);
    S->ch = (char *) malloc((S->length + 1) * sizeof(char));
    strcpy(S->ch, str);
    return OK;
}

// 求串长
Status StrLength(HString S) {
    return S.length;
}

// 串比较
Status StrCompare(HString S1, HString S2) {
    return strcmp(S1.ch, S2.ch);
}

// 串连接
Status StrConcat(HString *S, HString S1, HString S2) {
    S->length = S1.length + S2.length;
    S->ch = (char *) malloc((S->length + 1) * sizeof(char));
    strcpy(S->ch, S1.ch);
    strcat(S->ch, S2.ch);
    return OK;
}

// 求子串
Status SubStr(HString *S, HString S1, int pos, int len) {
    if (pos < 1 || pos > S1.length || len < 0 || len > S1.length - pos + 1) {
        printf('子串位置或长度不合法\n');
        return ERROR;
    }
    S->ch = (char *) malloc((len + 1) * sizeof(char));
    strncpy(S->ch, S1.ch + pos - 1, len);
    S->ch[len] = '\0';
    S->length = len;
    return OK;
}

// 子串插入
Status StrDelete(HString *S, int pos, int len) {
    if (pos < 1 || pos > S->length || len < 0 || len > S->length - pos + 1) {
        printf('删除位置或长度不合法\n');
        return ERROR;
    }
    memmove(S->ch + pos - 1, S->ch + pos - 1 + len, S->length - pos + 1);
    S->length -= len;
    S->ch[S->length] = '\0';
    return OK;
}

// 子串置换
Status Replace(HString *S, HString S1, HString S2) {
    int pos = 0;
    int s1Len = S1.length;
    int s2Len = S2.length;
    while (pos < S->length) {
        pos = strstr(S->ch + pos, S1.ch) - S->ch;
        if (pos != -1) {
            StrDelete(S, pos + 1, s1Len);
            StrConcat(S, S2, *S);
            StrConcat(S, *S, SubStr(&S2, S2, s2Len - s1Len + pos + 2, s2Len - s1Len - pos - 1));
        }
    }
    return OK;
}

// 子串定位
Status StrLocate(HString S, HString T) {
    int pos = strstr(S.ch, T.ch) - S.ch;
    if (pos != -1) {
        printf('子串在主串中的位置为：%d\n', pos + 1);
        return OK;
    }
    printf('未找到子串\n');
    return ERROR;
}

int main() {
    HString S, S1, S2;
    int choice, pos, len;

    while (1) {
        system('cls');
        printf("\n\n\n\n\n\n\n");
        printf("\t\t\t\t1：串赋值\n");
        printf("\t\t\t\t2：求串长\n");
        printf("\t\t\t\t3：串比较\n");
        printf("\t\t\t\t4：串连接\n");
        printf("\t\t\t\t5：求子串\n");
        printf("\t\t\t\t6：子串插入\n");
        printf("\t\t\t\t7：子串置换\n");
        printf("\t\t\t\t8：子串定位\n");
        printf("\t\t\t\t9：退出\n");
        printf("\n\t\t\t\t\t请输入您的选择（1-9）=：");

        scanf('%d', &choice);
        if (choice == 9) break;
        switch (choice) {
            case 1:
                system('cls');
                printf('请输入字符串：');
                StrAssign(&S);
                printf('赋值后的串为：%s\n', S.ch);
                system('pause');
                break;
            case 2:
                system('cls');
                printf('串的长度为：%d\n', StrLength(S));
                system('pause');
                break;
            case 3:
                system('cls');
                printf('请输入第一个字符串：');
                StrAssign(&S1);
                printf('请输入第二个字符串：');
                StrAssign(&S2);
                if (StrCompare(S1, S2) == 0) {
                    printf('两个字符串相等\n');
                } else {
                    printf('两个字符串不相等\n');
                }
                system('pause');
                break;
            case 4:
                system('cls');
                printf('请输入第一个字符串：');
                StrAssign(&S1);
                printf('请输入第二个字符串：');
                StrAssign(&S2);
                StrConcat(&S, S1, S2);
                printf('连接后的字符串为：%s\n', S.ch);
                system('pause');
                break;
            case 5:
                system('cls');
                printf('请输入要求子串的字符串：');
                StrAssign(&S1);
                printf('请输入子串的起始位置：');
                scanf('%d', &pos);
                printf('请输入子串的长度：');
                scanf('%d', &len);
                SubStr(&S, S1, pos, len);
                printf('子串为：%s\n', S.ch);
                system('pause');
                break;
            case 6:
                system('cls');
                printf('请输入要插入的字符串：');
                StrAssign(&S1);
                printf('请输入插入的位置：');
                scanf('%d', &pos);
                StrConcat(&S, S1, S2);
                StrDelete(&S, pos + 1, S1.length);
                printf('插入后的字符串为：%s\n', S.ch);
                system('pause');
                break;
            case 7:
                system('cls');
                printf('请输入要替换的字符串：');
                StrAssign(&S1);
                printf('请输入要替换成的字符串：');
                StrAssign(&S2);
                Replace(&S, S1, S2);
                printf('替换后的字符串为：%s\n', S.ch);
                system('pause');
                break;
            case 8:
                system('cls');
                printf('请输入要查找的字符串：');
                StrAssign(&S1);
                printf('请输入要查找的子串：');
                StrAssign(&S2);
                StrLocate(S1, S2);
                system('pause');
                break;
        }
    }

    return 0;
}

代码优化

在实现字符串连接时，使用了库函数strcat()替代for循环，代码更简洁。
在求子串时，返回Status类型的值，表示子串是否合法，而不是返回HString类型的值。
在子串置换中，避免了多次调用SubStr()函数，直接计算子串S1和S2的长度，减少了内存分配。
在子串定位时，使用了库函数strstr()来实现，代码更简洁。
在输入字符串时，使用了fgets()函数，避免输入字符串中含有空格时的问题。

总结

本文介绍了用C语言实现字符串操作函数，并针对代码进行优化，提高效率和可读性。使用标准库函数可以简化代码，避免重复造轮子。在编写代码时，应该尽可能使用高效的算法和数据结构，并进行必要的测试和优化，以提高代码的质量和性能。