C实战 | 字符串替换

西北望msm66g9f 2018-06-13

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本文字数：1787字

阅读时间：5分钟

作者

良许

一个热爱技术的程序猿

前言

本部分介绍这份代码的背后故事，想看干货可直接跳过。

前几天，良许正在开心的写代码，突然，一个帝都的小伙加了我，向我请教如何写字符串替换的程序，类似于记事本里的文本替换功能。我一看这个需求，不是很难，就告诉了他思路。但他经验有限，一时写不出来，就希望我能帮他写好。

良许是一个乐于助人的人，但帮人写代码这个事……真的不是我所想的，因为这样对方得不到成长。看他一愁莫展的样子，我想到了当年我转行时的样子，遇到困难，想自己解决却无能为力，每次都是我的恩师出手相助，才让我脱离困境。

我很理解他的处境，跟我当年何其相似。于是我心一软，牺牲了自己的午睡时间，帮他把代码写好。不仅如此，晚上还花了二十分钟的时间，帮他把代码讲解清楚。

然后我想到，这个代码或许其他人也有需要，于是我把这个代码及思路共享出来，帮助有需要的人。

需求

将一个文本里的内容读出来，把里面的某个字符串替换成另一个字符串，再将内容回写回文本里。

这个需求很简单，使用更高级的语言，比如Python，Java，可能只需一两句话就可以了，但对C语言来说可能就比较没那么好实现。这里涉及到一些指针的应用，对指针要求比较高一些。

思路分析

开辟两块内存，分别用于存储处理前的字符串（ori_str）及处理后的字符串（rst_str）。替换的时候，将无需替换的字符串拷备至rst_str，再将新字符串填入到需要替换的字符串的位置，如下图示：

代码详解

完整的代码请在公众号内回复：0605，即可获取。

1. 前半部分，包括入参检查、打开文件、计算文本长度、由文本长度开辟内存空间、读取文件内容，这些都不是很难，在此稍微介绍几个语句：

1.1 计算文本长度

在读取文本之前，一开始并不知道文本长度多少，所以没办法知道需要开辟多少空间。为了获取文件长度，可使用lseek函数，具体用法如下：

1int file_len = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2lseek(fd, 0, SEEK_SET);

1.2 清空文件

文本处理完毕之后，要将结果回写回文件，所以在此之前应该清空文件，否则可能原先的文本会有所残留，不会达到预期效果。

可以使用ftruncate函数清空文件，但要注意，清空完之后文件指针是指到文件末尾，需手动把文件指针移回文件头部，否则写入文件的时候，会在原先的文件末尾再追加写入，不符合我们的预期。

1ftruncate(fd, 0);

2. 替换的时候，新字符串（new_str）与旧字符串（old_str）长度不一致，所以处理之后的字符串（rst_str）长度不一定跟处理前的字符串（ori_str）长度相同。那要分配多少空间给rst_str呢？我们可以这样计算rst_str的长度rst_str_len：

1int rst_str_len = file_len + n * abs(strlen(new_str) - strlen(old_str)) + 1;

其中n为匹配的字符串的个数。简而言之，就是计算new_str与old_str长度的差值，再乘以匹配的字符串个数n，然后加上处理前字符串长度，就是rst_str的长度。多加一个1是为了预留一个字符的空间用于存放'\0'。

对于n的计算，单独写了个substr_count函数来进行。原理很简单，就是在while循环里不断调用strstr来找到匹配的字符串，找到一个就n++，直到文件末尾。

3. 本程序的关键在于str_replace函数的while循环。这部分文字描述太苍白，直接上图：

1while ((end_ptr = strstr(begin_ptr, old_str)) != NULL) {
2    memcpy(cpy_str, begin_ptr, end_ptr - begin_ptr);
3    cpy_str += (end_ptr - begin_ptr);
4    memcpy(cpy_str, new_str, strlen(new_str));
5    cpy_str += strlen(new_str);
6    end_ptr += strlen(old_str);
7    begin_ptr = end_ptr;
8}
9strcpy(cpy_str, begin_ptr);