在C++中实现strtok()函数

什么是strtok()函数

strtok()函数是C语言标准库中的函数,其目的是从字符串中提取子字符串。

举个例子,假设我们有一个包含多个单词的字符串:

char str[] = "This is a test";

我们想从中分离出每一个单词,可以使用strtok()函数:

char *ptr = strtok(str, " ");

while(ptr != NULL) {

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

ptr = strtok(NULL, " ");

}

这段代码会输出以下内容:

This

is

a

test

为什么需要在C++中实现strtok()函数

C++本身也有类似的函数std::strtok(),但其使用方式和C语言版本不同,并且存在一些不足之处。

首先,std::strtok()的使用方式是需要传入char*\*类型的指针进行操作,这种方式容易导致使用错误,而C语言版本的strtok()只需要传入一个char*类型的参数,使用更加简单明了。

此外,std::strtok()函数在多线程环境下存在问题,因为其使用了静态变量来保存状态信息,而C++标准库并没有提供线程安全版本。

因此,在某些情况下,我们可能需要自己在C++中实现一个类似的函数。

如何实现strtok()函数

基本思路

strtok()函数的基本思路是将字符串分隔成一系列子字符串。

首先,调用strtok()函数时需要传入两个参数:要分隔的字符串和分隔符。

接着,strtok()函数从左往右扫描字符串的每一个字符,如果该字符不是分隔符,则将其加入当前正在扫描的子串中,直到遇到分隔符或字符串尾。

将扫描到的子串返回给调用者,并同时更新当前扫描的位置以准备处理下一个子串。

实现细节

下面是一个C++实现的strtok()函数:

char *my_strtok(char *str, const char *delimiter) {

static char *last = NULL; // 上一次扫描的位置

char *result = NULL; // 返回的结果

// 如果传入非NULL的字符串,则从头开始扫描

if (str != NULL) {

last = str;

}

// 如果没有传入字符串,或者上一次扫描到字符串尾,则返回NULL

if (last == NULL || *last == '\0') {

return NULL;

}

// 跳过分隔符

last += strspn(last, delimiter);

// 如果已经到字符串尾,则返回NULL

if (*last == '\0') {

return NULL;

}

// 记录当前扫描到的子串,并返回结果

result = last;

last += strcspn(last, delimiter);

if (*last != '\0') {

*last++ = '\0';

}

return result;

}

这个实现使用了一个静态变量last来记录上一次扫描的位置,因此在多线程环境下不是线程安全的。

在函数的核心部分,我们使用了两个字符串函数:strspn()和strcspn()。

strspn()函数

strspn()函数用于获取字符串中连续的、属于指定字符集合内的字符数目,其定义如下:

size_t strspn(const char *str1, const char *str2);

其中,str1为需要扫描的字符串,str2为指定字符集合。函数返回值为str1中第一个不属于str2的字符的位置偏移量。

在我们的my_strtok()函数中,我们使用strspn()函数跳过分隔符:

last += strspn(last, delimiter);

strcspn()函数

strcspn()函数用于获取字符串中连续的、不属于指定字符集合内的字符数目,其定义如下:

size_t strcspn(const char *str1, const char *str2);

其中,str1为需要扫描的字符串,str2为指定字符集合。函数返回值为str1中第一个属于str2的字符的位置偏移量。

在我们的my_strtok()函数中,我们使用strcspn()函数记录当前的子串:

result = last;

last += strcspn(last, delimiter);

if (*last != '\0') {

*last++ = '\0';

}

如何使用自己实现的strtok()函数

使用自己实现的strtok()函数跟使用C语言标准库的版本没有太大差别。下面是一个用例:

int main() {

char str[] = "This is a test";

char *ptr = my_strtok(str, " ");

while(ptr != NULL) {

std::cout << ptr << std::endl;

ptr = my_strtok(NULL, " ");

}

return 0;

}

这段代码的输出结果与之前给出的C语言版本的strtok()函数相同:

This

is

a

test

总结

strtok()函数是一个十分常用的函数,可以用来将字符串分割成更小的子串。C语言标准库中提供了strtok()函数,但在C++中使用略显复杂,并且不适用于多线程环境。因此,在某些情况下,可能需要在C++中自己实现一个类似的函数。我们可以使用基本的字符串扫描技术和strspn()、strcspn()等字符串函数来实现一个类似的函数。使用自己实现的strtok()函数跟标准库版本的使用方法类似,只需要传入待分隔的字符串和分隔符就可以了。

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