通过从头实现 strlen()（C）深入理解其内部工作原理

Source: Dev.to

Introduction

strlen() 是一个预定义函数，用于确定给定字符串的长度。

Syntax

size_t strlen(const char *str);

Example

char str[6] = "hello";
size_t len = strlen(str);   // len = 5

What Is a String in C?

在 C 语言中，字符串 不是 一个独立的数据类型。它是以空字符 ('\0') 结尾的字符数组。空字符标识字符串的结束。

Header File

strlen() 在 <string.h> 头文件中声明，该头文件包含许多标准库函数的声明。

Implementing strlen() from Scratch

Prototype

int my_strlen(const char *str);

• const char *str – 指向字符串第一个字符的指针（基地址）。
• const 防止在函数内部修改字符串，帮助避免错误。

Implementation

int my_strlen(const char *str)
{
    int cnt = 0;
    while (str[cnt] != '\0')
    {
        cnt++;
    }
    return cnt;
}

How It Works – Step by Step

1. Argument Passing – 将字符串的基地址传递给函数。
2. Counter Initialization – 将 cnt 设为 0，用于计数字符。
3. Loop Condition – 当 str[cnt] 不是空字符 '\0' 时，循环继续。
4. Pointer Arithmetic – 虽然我们使用 str[cnt]，编译器会将其视为指针算术 (*(str + cnt))。
5. Incrementing the Counter – 每次迭代移动到下一个字符并递增 cnt。
6. Loop Termination – 当 str[cnt] 等于 '\0' 时，条件为假，循环结束，cnt 保存了字符串的长度（不包括空终止符）。

Memory Representation

+---+---+---+---+---+---+
| h | e | l | l | o | \0|
+---+---+---+---+---+---+
  ^               ^
  |               |
 base address   null terminator

Why It Returns the Length of the String

• 计数所有在空终止符之前的字符。
• 空字符本身 不 被计入。
• 计数恰好在字符串结束处停止，从而得到真实的长度。

Final Understanding

通过从头实现 strlen()，你可以看到：

• 字符串在内存中是以 '\0' 结尾的字符序列。
• 空字符在标记字符串结束方面的重要性。
• 指针算术和简单循环是如何在 C 中用于遍历字符串的。