C语言函数大全--m 开头的函数（上）

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函数声明 函数功能
void *malloc(size_t size); 用于动态分配内存
int mblen(const char *s, size_t n); 检查多字节字符的长度
size_t mbrlen(const char *s, size_t n, mbstate_t *ps); 检查多字节字符的长度
size_t mbrtowc(wchar_t *pwc, const char *s, size_t n, mbstate_t *ps); 将多字节字符转换为宽字符
int mbsinit(const mbstate_t *ps); 检查转换状态是否为起始状态
size_t mbstowcs(wchar_t *pwcs, const char *s, size_t n); 用于将多字节字符序列转换为宽字符序列。
size_t mbsrtowcs(wchar_t *dst, const char **src, size_t len, mbstate_t *ps); 用于将多字节字符序列转换为宽字符序列，并在转换过程中自动更新 mbstate_t 转换状态结构体。
int mbtowc(wchar_t *restrict pwc, const char *restrict s, size_t n); 用于将一个多字节字符 (Multibyte Character) 转换成一个宽字符 (Wide Character)。
void *memccpy(void *restrict dst, const void *restrict src, int c, size_t n); 用于将内存块的内容复制到另一个内存块中，并在指定字符出现时停止复制。
void *memchr(const void *s, int c, size_t n); 用于在某一内存块中查找指定字符的位置。
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n); 用于将源内存块中的 n 个字节复制到目标内存块中。
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n); 用于比较两个内存块的内容是否相同。
void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n); 用于将源内存块中的 n 个字节复制到目标内存块中。与 memcpy() 函数不同的是，memmove() 函数在复制过程中会处理内存块重叠的情况。
void *memset(void *s, int c, size_t n); 用于将一个内存块中的所有字节都设置为指定的值。
errno_t memset_s(void *s, rsize_t smax, int c, rsize_t n); C11 标准新增了一个名为 memset_s() 的安全版本函数。与 memset() 函数不同的是，memset_s() 函数会在设置内存块值时检查目标内存块大小，并防止缓冲区溢出、重叠等安全问题。

1. malloc

1.1 函数说明

函数声明 函数功能
void *malloc(size_t size); 用于动态分配内存

参数：

  • size ： 需要分配的内存大小（以字节为单位）

返回值：

  • 如果分配成功，返回分配的内存块的指针；
  • 如果分配失败，则返回 NULL。

1.2 演示示例

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

int main()
{
    char *str = NULL;

    // 分配内存
    str = (char *)malloc(20 * sizeof(char));

    if (str == NULL)
    {
        printf("Failed to allocate memory.\n");
        return 1;
    }

    // 将字符串复制到内存中
    strcpy(str, "Hello, world!");

    // 输出字符串
    printf("%s\n", str);

    // 释放内存
    free(str);

    return 0;
}

在上面的示例程序中，

  • 我们首先声明一个指向字符型的指针 str，并将其初始化为 NULL；
  • 然后使用 malloc() 函数动态分配了 20 字节的内存空间，并将其赋值给 str 指针；
  • 接下来，我们使用 strcpy() 函数将字符串 "Hello, world!" 复制到内存中，并使用 printf() 函数输出字符串；
  • 最后，我们使用 free() 函数释放了分配的内存空间。

1.3 运行结果

2. mblen

2.1 函数说明

函数声明 函数功能
int mblen(const char *s, size_t n); 检查多字节字符的长度

参数：

  • s ： 指向待检查的多字节字符或多字节字符序列的指针
  • n ： 要检查的最大字节数

注意： 如果 s 是空指针，则返回 0，表示不是多字节字符；否则，如果 n 不足以包含完整的多字节字符，则返回 -1，表示需要更多的输入；否则，返回多字节字符所需的字节数。

2.2 演示示例

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

int main()
{
    // 设置本地化环境
    setlocale(LC_ALL, "");

    char str[] = u8"你好，世界！";
    int len;

    // 检查第一个字符的长度
    len = mblen(str, MB_CUR_MAX);

    if (len == -1)
    {
        printf("Failed to determine the length of the multibyte character.\n");
        return 1;
    }

    printf("The length of the first multibyte character is %d bytes.\n", len);

    return 0;
}

在上面的示例程序中，

  • 我们首先使用 setlocale() 函数设置本地化环境，以便正确处理多字节字符。
  • 然后我们定义了一个包含中文字符的字符串 str；
  • 接着使用 mblen() 函数检查第一个字符的长度，并将其保存到变量 len 中。
  • 最后，我们输出该字符的长度。

2.3 运行结果

3. mbrlen

3.1 函数说明

函数声明 函数功能
size_t mbrlen(const char *s, size_t n, mbstate_t *ps); 检查多字节字符的长度

参数：

  • s ： 指向待检查的多字节字符或多字节字符序列的指针
  • n ： 要检查的最大字节数
  • ps ： 描述转换状态的 mbstate_t 结构体的指针

注意： 如果 s 是空指针，则返回 0，表示不是多字节字符；否则，如果 n 不足以包含完整的多字节字符，则返回 (size_t)-2，表示需要更多的输入；否则，如果 ps 是 NULL，则使用默认转换状态；否则，将 ps 的值更新为已经转换的字符数，并返回多字节字符所需的字节数。

3.2 演示示例

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

int main()
{
    // 设置本地化环境
    setlocale(LC_ALL, "");

    char str[] = u8"你好，世界！";
    int len;

    // 检查第一个字符的长度
    len = mbrlen(str, MB_CUR_MAX, NULL);

    if (len == (size_t)-2) // 特殊的返回值，表示发生了错误
    {
        printf("Failed to determine the length of the multibyte character.\n");
        return 1;
    }

    printf("The length of the first multibyte character is %d bytes.\n", len);

    return 0;
}

在上面的示例程序中，

  • 我们首先使用 setlocale() 函数设置本地化环境，以便正确处理多字节字符。
  • 然后我们定义了一个包含中文字符的字符串 str；
  • 接着使用 mbrlen() 函数检查第一个字符的长度，并将其保存到变量 len 中。
  • 最后，我们输出该字符的长度。

3.3 运行结果

4. mbrtowc

4.1 函数说明

函数声明 函数功能
size_t mbrtowc(wchar_t *pwc, const char *s, size_t n, mbstate_t *ps); 将多字节字符转换为宽字符

参数：

  • pwc ： 一个指向宽字符的指针，表示将要存入转换后的宽字符；
  • s ： 一个指向多字节字符或字符序列的指针；
  • n ： 一个表示最多转换的字节数的整数；
  • ps ： 一个指向转换状态的指针，如果为 NULL，则使用默认转换状态。

返回值：

  • 如果能转换，返回转换的字符数；
  • 如果不能转换，则返回 (size_t)-1。

4.2 演示示例

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

int main()
{
    // 设置本地化环境
    setlocale(LC_ALL, "");

    char str[] = u8"你好，世界！";
    wchar_t wc;
    mbstate_t state = {0};

    // 将第一个字符转换为宽字符
    size_t len = mbrtowc(&wc, str, MB_CUR_MAX, &state);

    if (len == (size_t)-1)
    {
        printf("Failed to convert multibyte character.\n");
        return 1;
    }

    // 输出宽字符
    wprintf(L"The first wide character is: %lc\n", wc);

    return 0;
}

在上面的示例程序中，

  • 我们首先使用 setlocale() 函数设置本地化环境，以便正确处理多字节字符。
  • 然后我们定义了一个包含中文字符的字符串 str；
  • 接着使用 mbrtowc() 函数将第一个字符转换为宽字符，并将其保存到变量 wc 中。
  • 最后，我们使用 wprintf() 函数输出宽字符。

注意： 在调用 mbrtowc() 函数之前，必须将 mbstate_t 结构体的值初始化为 0。在 C99 标准中，可以使用大括号对结构体进行初始化，这会把结构体或数组的每个元素都初始化为默认值（0 或 NULL）。

4.3 运行结果

5. mbsinit

5.1 函数说明

函数声明 函数功能
int mbsinit(const mbstate_t *ps); 检查转换状态是否为起始状态
参数：
  • ps ： 指向 mbstate_t 结构体的指针，表示要检查的转换状态。

注意： 如果 ps 是空指针，则返回非零值（真），表示默认转换状态已经初始化；否则，如果 ps 描述的转换状态是起始状态，则返回非零值（真）；否则，返回 0（假）。

5.2 演示示例

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

int main()
{
    // 设置本地化环境
    setlocale(LC_ALL, "");

    char str[] = u8"你好，世界！";
    mbstate_t state = {0};

    // 检查转换状态是否为起始状态
    if (!mbsinit(&state))
    {
        printf("The conversion state is not initial.\n");
        return 1;
    }

    // 打印转换状态
    printf("The conversion state is %s.\n", (mbsinit(&state) ? "initial" : "not initial"));

    return 0;
}

在上面的示例程序中，

  • 我们首先定义了一个包含中文字符的字符串 str 和一个转换状态结构体 state；
  • 然后我们使用 mbsinit() 函数检查转换状态是否为起始状态;
  • 最后在控制台输出 "The conversion state is initial."。

5.3 运行结果

6. mbstowcs

6.1 函数说明

函数声明 函数功能
size_t mbstowcs(wchar_t *pwcs, const char *s, size_t n); 用于将多字节字符序列转换为宽字符序列。
参数：
  • pwcs ： 指向存储结果宽字符序列的缓冲区的指针
  • s ： 待转换的多字节字符序列
  • n ： 缓冲区的最大长度（以宽字符数计）

返回值：

  • 如果成功地将多字节字符序列转换为宽字符序列，则该函数返回实际写入缓冲区中的宽字符数，不包括空字符 \0；
  • 如果遇到了无效的多字节字符或编码，或者宽字符缓冲区不足，导致转换失败，则该函数返回 (size_t)-1。

6.2 演示示例

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

int main()
{
    // 设置本地化环境
    setlocale(LC_ALL, "");

    char str[] = u8"你好，世界！";
    wchar_t wcbuf[20];

    // 将多字节字符序列转换为宽字符序列
    size_t ret = mbstowcs(wcbuf, str, sizeof(wcbuf)/sizeof(wchar_t));

    if (ret == (size_t)-1)
    {
        printf("Failed to convert multibyte character sequence.\n");
        return 1;
    }

    // 在控制台输出宽字符序列及其长度
    wprintf(L"The wide character string is: %ls (%zu characters)\n", wcbuf, ret);

    return 0;
}

在上面的示例程序中，我们首先定义了一个包含中文字符的字符串 str 和一个用于存储结果宽字符序列的缓冲区 wcbuf。然后我们使用 mbstowcs() 函数将多字节字符序列转换为宽字符序列，并在控制台输出相应的信息。

注意： 在计算缓冲区大小时，必须将其指定为宽字符数（即 sizeof(wcbuf)/sizeof(wchar_t)），而不是字节数或字符数。这是因为在 Windows 等一些操作系统中，wchar_t 类型并不总是占用固定的字节数，而可能会根据编译器和平台而变化。

6.3 运行结果

7. mbstowcs

7.1 函数说明

函数声明 函数功能
size_t mbsrtowcs(wchar_t *dst, const char **src, size_t len, mbstate_t *ps); 用于将多字节字符序列转换为宽字符序列，并在转换过程中自动更新 mbstate_t 转换状态结构体。

参数：

  • dst： 指向存储结果宽字符序列的缓冲区的指针
  • src ： 指向待转换的多字节字符序列的指针的指针
  • len ： 缓冲区的最大长度（以宽字符数计）
  • ps ： 指向包含转换状态信息的结构体 mbstate_t 的指针

返回值：

  • 如果成功地将多字节字符序列转换为宽字符序列，则该函数返回实际写入缓冲区中的宽字符数，不包括空字符 \0；
  • 如果遇到了无效的多字节字符或编码，或者宽字符缓冲区不足，导致转换失败，则该函数返回 (size_t)-1。

注意： mbsrtowcs() 函数会自动更新转换状态结构体 mbstate_t，以记录上一次调用的状态并在下一次调用时继续使用。这使得 mbsrtowcs() 函数适用于处理长的、包含部分多字节字符的字符串。它会自动识别和处理多字节字符序列中的部分字符，并等待更多的字节，直到可以完成转换为止。

7.2 演示示例

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

int main()
{
    // 设置本地化环境
    setlocale(LC_ALL, "");

    char str[] = u8"你好，世界！";
    wchar_t wcbuf[20];
    mbstate_t state = {0};

    // 将多字节字符序列转换为宽字符序列
    size_t ret = mbsrtowcs(wcbuf, (const char**)&str, sizeof(wcbuf)/sizeof(wchar_t), &state);
    if (ret == (size_t)-1)
    {
        printf("Failed to convert multibyte character sequence.\n");
        return 1;
    }

    // 在控制台输出宽字符序列及其长度
    wprintf(L"The wide character string is: %ls (%zu characters)\n", wcbuf, ret);

    return 0;
}

8. mbtowc

8.1 函数说明

函数声明 函数功能
int mbtowc(wchar_t *restrict pwc, const char *restrict s, size_t n); 用于将一个多字节字符 (Multibyte Character) 转换成一个宽字符 (Wide Character)。

参数：

  • pwc ： 指向存储宽字符的指针。
  • s ： 指向要转换的多字节字符的指针。
  • n ： 要转换的最大字节数。

返回值：

  • 如果转换成功，则返回转换后的宽字符数；
  • 如果遇到无效的多字节字符，则返回 -1；
  • 如果传递了空指针，则返回 0。

8.2 演示示例

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

int main(void)
{
    setlocale(LC_ALL, "");

    char mbstr[] = "Hello, world!";
    wchar_t wc;
    int len = mbtowc(&wc, mbstr, sizeof(mbstr));
    if (len > 0) {
        wprintf(L"%lc\n", wc);
    } else if (len == 0) {
        wprintf(L"Empty string.\n");
    } else if (len == -1) {
        wprintf(L"Invalid multibyte character.\n");
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

8.3 运行结果

9. memccpy

9.1 函数说明

函数声明 函数功能
void *memccpy(void *restrict dst, const void *restrict src, int c, size_t n); 用于将内存块的内容复制到另一个内存块中，并在指定字符出现时停止复制。
参数：
  • dst ： 要复制到的目标内存块的指针
  • src ： 要从中复制数据的源内存块的指针
  • c ： 指定的字符值
  • n ： 要复制的字节数

返回值：

  • 如果源内存块的前 n 个字节中包含字符 c，则返回指向字符 c 后面一个字节的指针；
  • 否则返回 NULL。

9.2 演示示例

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

int main(void)
{
    char src[] = "Hello, world!";
    char dst[20];
    memset(dst, 0, sizeof(dst));

    char *p = (char*) memccpy(dst, src, 'o', sizeof(src));
    if (p) {
        printf("'%c' found at index %ld\n", *(p - 1), p - dst - 1);
    } else {
        printf("'%c' not found\n", 'o');
    }

    printf("%s\n", dst);

    return 0;
}

9.3 运行结果

10. memchr

10.1 函数说明

函数声明 函数功能
void *memchr(const void *s, int c, size_t n); 用于在某一内存块中查找指定字符的位置。

参数：

  • s ： 要进行查找的内存块的起始地址
  • c ： 要查找的指定字符，以整数形式表示
  • n ： 要查找的字节数，即在前 n 个字节中查找指定字符

10.2 演示示例

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

int main(void)
{
    char str[] = "Hello, world!";
    char ch = 'w';
    char *p;

    // 在字符串中查找指定字符
    p = (char*) memchr(str, ch, strlen(str));
    if (p) {
        printf("'%c' found at index %ld\n", ch, p - str);
    } else {
        printf("'%c' not found\n", ch);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

在上述程序中，

  • 我们首先定义了一个字符串 str 和要查找的指定字符 ch；
  • 然后使用 memchr() 函数查找字符串 str 中是否包含指定字符 ch；
  • 最后如果找到了该字符，则输出它的索引位置；否则，输出未找到的提示信息。

10.3 运行结果

11. memcpy

11.1 函数说明

函数声明 函数功能
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n); 用于将源内存块中的 n 个字节复制到目标内存块中。

参数：

  • dest ： 目标内存块的起始地址
  • src ： 源内存块的起始地址
  • n ： 要复制的字节数

11.2 演示示例

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

int main(void)
{
    char src[] = "Hello, world!";
    char dst[20];
    memset(dst, 0, sizeof(dst));

    // 将源字符串复制到目标字符串中
    memcpy(dst, src, strlen(src));

    printf("%s\n", dst);

    return 1;
}

注意： 在使用 memcpy() 函数进行内存复制时，目标内存块必须足够大，以容纳源内存块中的全部内容。否则，复制过程可能会导致访问非法内存空间，从而导致代码异常或崩溃。因此，在进行内存复制时，应该尽量避免超出目标内存块大小的范围。

11.3 运行结果

12. memcmp

12.1 函数说明

函数声明 函数功能
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n); 用于比较两个内存块的内容是否相同。

参数：

  • s1 ： 要进行比较的第一个内存块的起始地址
  • s2 ： 要进行比较的第二个内存块的起始地址
  • n ： 要比较的字节数。

注意： memcmp() 函数会逐一比较两个内存块中对应位置上的字节大小，直到找到差异或者比较完全部字节。

  • 如果两个内存块完全相同，则返回值为 0；
  • 如果两个内存块不同，则返回值是两个内存块中第一个不同字节处的差值（s1 中该字节的值减去 s2 中该字节的值）。

12.2 演示示例

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

int main(void)
{
    char str1[] = "Hello, world!";
    char str2[] = "Hello, everyone!";

    // 比较两个字符串
    int result = memcmp(str1, str2, strlen(str1));
    printf("result = %d\n", result);
    if (result == 0) {
        printf("Strings are equal\n");
    } else if (result < 0) {
        printf("String '%s' is smaller than string '%s'\n", str1, str2);
    } else {
        printf("String '%s' is larger than string '%s'\n", str1, str2);
    }

    return 1;
}

注意： 在比较两个内存块时，应该确保被比较的内存块中包含足够的字节，并且待比较的字节数不超过内存块大小，否则函数可能会出现异常行为。另外，由于返回值是有符号整数类型，因此在比较时应该将其强制转换为无符号整数类型，以避免出现不必要的错误。

12.3 运行结果

13. memmove

13.1 函数说明

函数声明 函数功能
void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n); 用于将源内存块中的 n 个字节复制到目标内存块中。与 memcpy() 函数不同的是，memmove() 函数在复制过程中会处理内存块重叠的情况。

参数：

  • dest ： 目标内存块的起始地址
  • src ： 源内存块的起始地址
  • n ： 要复制的字节数。

注意： memmove() 函数会将源内存块中的前 n 个字节复制到目标内存块中，并返回指向目标内存块起始地址的指针。

13.2 演示示例

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

int main(void)
{
    char str[] = "Hello, world!";
    char tmp[20];
    memset(tmp, 0, sizeof(tmp));

    // 将源字符串复制到目标字符串中（处理重叠的情况）
    memmove(tmp, str + 6, strlen(str) - 6);

    printf("%s\n", tmp);

    return 0;
}

注意： 在使用 memmove() 函数进行内存复制时，目标内存块必须足够大，以容纳源内存块中的全部内容。否则，复制过程可能会导致访问非法内存空间，从而导致代码异常或崩溃。此外，由于 memmove() 函数的处理开销较大，因此在不涉及内存块重叠时，应该尽量使用 memcpy() 函数以提高效率。

13.3 运行结果

14. memset，memset_s

14.1 函数说明

函数声明 函数功能
void *memset(void *s, int c, size_t n); 用于将一个内存块中的所有字节都设置为指定的值。
errno_t memset_s(void *s, rsize_t smax, int c, rsize_t n); C11 标准新增了一个名为 memset_s() 的安全版本函数。与 memset() 函数不同的是，memset_s() 函数会在设置内存块值时检查目标内存块大小，并防止缓冲区溢出、重叠等安全问题。

memset 参数：

  • s ： 要进行设置的内存块的起始地址
  • c ： 要设置的值，以整数形式表示
  • n ： 要设置的字节数

memset_s 参数：

  • s ： 要进行设置的内存块的起始地址
  • smax ： 目标内存块的大小
  • c ： 要设置的值，以整数形式表示
  • n ： 要设置的字节数

14.2 演示示例

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

int main(void)
{
    char str[21] = {'\0'};
    memset(str, 'A', sizeof(str) - 1);
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

14.3 运行结果

参考

  1. [API Reference Document]