C: دوال السلاسل النصية

دوال السلاسل كمفتاح ربط ومفك براغي في صندوق الأدوات — كل أداة تحل مشكلة محددة： نسخ، وصل، مقارنة، بحث. أتقنها، وتعامل مع النص بثقة.

1. نظرة عامة على string.h

<string.h> هو ملف الرأس الأساسي لعمليات السلاسل في مكتبة C القياسية، يوفر دوال للنسخ والوصل والمقارنة والبحث. يجب تضمينه قبل الاستخدام：

#include <string.h>

2. strcpy و strncpy

(1) strcpy

تنسخ strcpy السلسلة المصدر إلى مصفوفة الوجهة، بما في ذلك \0：

char dest[20];
strcpy(dest, "Hello World");
printf("%s\n", dest);

النموذج الأولي： char *strcpy(char *dest, const char *src);

(2) strncpy

تحدّ strncpy من أقصى عدد من البايتات للنسخ، مما يجعلها أكثر أمانًا：

char dest[6];
strncpy(dest, "Hello World", sizeof(dest) - 1);
dest[sizeof(dest) - 1] = '\0';
printf("%s\n", dest);

النموذج الأولي： char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);

تنسخ strncpy n بايت على الأكثر. إذا كانت السلسلة المصدر أقصر من n، تُملأ المواضع المتبقية بـ \0； وإذا كانت السلسلة المصدر n بايت أو أكثر، لا تُلحق \0 تلقائيًا. لذا، يجب إضافته يدويًا.

3. strcat و strncat

(1) strcat

تُلحق strcat السلسلة المصدر بنهاية السلسلة الوجهة：

char buf[50] = "Hello";
strcat(buf, " World");
printf("%s\n", buf);

النموذج الأولي： char *strcat(char *dest, const char *src);

يُستبدل \0 الموجود في نهاية السلسلة الوجهة، ويُوضع \0 جديد بعد نتيجة الوصل.

(2) strncat

تحدّ strncat من أقصى عدد من المحارف للإلحاق وتُضيف \0 تلقائيًا：

char buf[10] = "Hi";
strncat(buf, " World!", sizeof(buf) - strlen(buf) - 1);
printf("%s\n", buf);

النموذج الأولي： char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);

تُلحق n محرفًا على الأكثر، ثم تُضيف \0 تلقائيًا. هي أكثر أمانًا من strncpy لأنها تضمن الإنهاء الصفري.

4. strcmp و strncmp

(1) strcmp

تقارن strcmp سلسلتين معجميًا، محرفًا بمحرف：

int result = strcmp("abc", "abd");

معاني القيمة المرجعة：

• < 0： s1 أصغر من s2
• = 0： s1 يساوي s2
• > 0： s1 أكبر من s2

if (strcmp(s1, s2) == 0) {
    printf("Equal\n");
}

(2) strncmp

تقارن strncmp أول n محرف فقط：

if (strncmp(str, "GET ", 4) == 0) {
    printf("GET request\n");
}

مفيدة لمقارنة البادئات أو تحديد نطاق المقارنة.

▶ مثال

ترتيب مصفوفة سلاسل بالترتيب المعجمي：

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

void sort_strings(char arr[][32], int n) {
    int i, j;
    char temp[32];

    for (i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
            if (strcmp(arr[j], arr[j + 1]) > 0) {
                strcpy(temp, arr[j]);
                strcpy(arr[j], arr[j + 1]);
                strcpy(arr[j + 1], temp);
            }
        }
    }
}

int main(void) {
    char names[5][32] = {
        "david",
        "alice",
        "charlie",
        "bob",
        "eve"
    };
    int i;

    sort_strings(names, 5);

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%s\n", names[i]);
    }
    return 0;
}

alice
bob
charlie
david
eve

5. strlen

تُرجع strlen الطول الفعّال للسلسلة (بدون \0)：

char s[] = "Hello";
printf("%zu\n", strlen(s));
printf("%zu\n", sizeof(s));

المخرجات： 5 و6. strlen تعدّ حتى \0； sizeof تتضمن \0.

تجتاز strlen السلسلة للعثور على \0، بتعقيد زمني O(n). إذا استخدمت طول نفس السلسلة عدة مرات، خزّن النتيجة：

size_t len = strlen(s);
for (size_t i = 0; i < len; i++) {
}

بدلًا من استدعاء strlen في شرط الحلقة في كل تكرار.

6. strchr و strrchr

تبحث strchr عن أول ظهور لمحرف في سلسلة：

const char *p = strchr("Hello World", 'o');
if (p != NULL) {
    printf("Found: %s\n", p);
}

المخرجات： "o World". تُرجع مؤشرًا إلى ذلك المحرف، أو NULL إذا لم يُوجد.

تبحث strrchr عن آخر ظهور لمحرف：

const char *p = strrchr("Hello World", 'o');
if (p != NULL) {
    printf("Last occurrence: %s\n", p);
}

المخرجات： "orld".

7. strstr

تبحث strstr عن أول ظهور لسلسلة فرعية في سلسلة：

const char *p = strstr("Hello World", "World");
if (p != NULL) {
    printf("Substring at: %s\n", p);
}

المخرجات： "World". تُرجع NULL إذا لم تُوجد.

إيجاد جميع حالات الظهور：

const char *text = "abababab";
const char *p = text;
while ((p = strstr(p, "ab")) != NULL) {
    printf("Position %ld\n", (long)(p - text));
    p++;
}

بعد كل إيجاد، قدّم المؤشر بمقدار واحد واستمر في البحث عن حالات الظهور اللاحقة.

8. تطبيقات مخصصة لدوال السلاسل

فهم كيف تعمل الدوال القياسية داخليًا يساعدك على إدراك جوهر عمليات السلاسل.

(1) strlen مخصصة

size_t my_strlen(const char *s) {
    size_t len = 0;
    while (s[len] != '\0') {
        len++;
    }
    return len;
}

(2) strcpy مخصصة

char *my_strcpy(char *dest, const char *src) {
    char *d = dest;
    while ((*d++ = *src++) != '\0') {
    }
    return dest;
}

هذا الشكل المدمج： *d++ = *src++ ينسخ المحرف أولًا، ثم يقدّم كلا المؤشرين، حتى يُنسخ \0.

(3) strcmp مخصصة

int my_strcmp(const char *s1, const char *s2) {
    while (*s1 == *s2) {
        if (*s1 == '\0') return 0;
        s1++;
        s2++;
    }
    return (unsigned char)*s1 - (unsigned char)*s2;
}

مقارنة محرف بمحرف： استمر أثناء التساوي، توقف عند الاختلاف أو \0. أرجع الفرق للدلالة على الترتيب. التحويل إلى unsigned char يضمن أن قيم المحارف السالبة لا تؤثر على نتيجة المقارنة.

▶ مثال

strcat مخصصة واختبار：

#include <stdio.h>

char *my_strcat(char *dest, const char *src) {
    char *d = dest;
    while (*d != '\0') {
        d++;
    }
    while ((*d++ = *src++) != '\0') {
    }
    return dest;
}

int main(void) {
    char buf[50] = "Hello";
    my_strcat(buf, ", ");
    my_strcat(buf, "World!");
    printf("%s\n", buf);
    return 0;
}

Hello, World!

أولًا أوجد \0 في نهاية dest، ثم انسخ محتويات src بدءًا من ذلك الموضع.

❓ أسئلة شائعة

📖 ملخص

• strcpy/strncpy تنسخ السلاسل؛ strncpy أكثر أمانًا لكن تتطلب إنهاءً صفريًا يدويًا
• strcat/strncat تصل السلاسل؛ strncat تُضيف \0 تلقائيًا
• strcmp/strncmp تقارن السلاسل؛ لا تستخدم == أبدًا لمقارنة محتويات السلاسل
• strchr/strrchr تبحث عن محارف؛ strstr تبحث عن سلاسل فرعية
• التطبيقات المخصصة تساعد على فهم المبادئ الأساسية؛ استخدم المكتبة القياسية في المشاريع الفعلية

📝 تمارين

1. اكتب دالة void str_tolower(char *s) تحوّل جميع الحروف الكبيرة في سلسلة إلى صغيرة.
2. اكتب دالة int str_count_char(const char *s, char ch) تعدّ عدد مرات ظهور المحرف ch في السلسلة s.
3. بدون استخدام أي دوال من string.h، اكتب my_strstr لتنفيذ بحث السلاسل الفرعية.

فريق Web-Tutorial التقني

منصة دروس برمجية يديرها عدة مطورين. كل درس يتم كتابته ومراجعته بواسطة مطورين متخصصين في المجال. نعمل على ضمان دقة وموثوقية المحتوى — إذا لاحظت أي مشكلة، فيرجى إخبارنا.

من نحن