细节3：strtok、strtok_s、strtok_r字符串拆分三兄弟

转载自：https://blog.csdn.net/yishizuofei/article/details/78232946

一、strtok函数

1.1 使用介绍

头文件：#include <string.h>
函数原型：char * strtok (char *str, const char * delimiters);
参数：str：待分割的字符串（c-string）；delimiters：分割符字符串。

该函数用来将字符串分割成一个个片段。参数str指向欲分割的字符串，参数delimiters则为分割字符串中包含的所有字符。

当strtok()在参数s的字符串中发现参数delimiters中包涵的分割字符时，则会将该字符改为\0 字符。在第一次调用时，strtok()必需给予参数s字符串，往后的调用则将参数s设置成NULL。每次调用成功则返回指向被分割出片段的指针。

需要注意的是，使用该函数进行字符串分割时，会破坏被分解字符串的完整，调用前和调用后的s已经不一样了。第一次分割之后，原字符串str是分割完成之后的第一个字符串，剩余的字符串存储在一个静态变量中，因此多线程同时访问该静态变量时，则会出现错误。

代码举例：将字符串通过’,'分割开，打印子串并判断原字符串（被分割的字符串）是否发生改变

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

int main()
{
    char str[]="ab,cd,ef";
    char *ptr;
    printf("before strtok:  str=%s\n",str);
    printf("begin:\n");
    ptr = strtok(str, ",");
    while(ptr != NULL){
        printf("str=%s\n",str);
        printf("ptr=%s\n",ptr);
        ptr = strtok(NULL, ",");
    }
    return 0;
}

输出结果：
before strtok: str=ab,cd,ef
begin:
str=ab
ptr=ab
str=ab
ptr=cd
str=ab
ptr=ef

1.2 strtok函数的实现原理

函数代码：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
//根据函数原型实现strtok()函数
char* myStrtok_origin(char* str_arr,const char* delimiters,char** temp_str)
{
    //定义一个指针来指向待分解串
    char* b_temp;
    /*
    * 1、判断参数str_arr是否为空，如果是NULL就以传递进来的temp_str作为起始位置；
    * 若不是NULL，则以str为起始位置开始切分。
    */
    if(str_arr == NULL)
    {
        str_arr =*temp_str;
    }
    //2、跳过待分解字符串
    //扫描delimiters字符开始的所有分解符
    str_arr += strspn(str_arr, delimiters);//寻找第一个子串，返回子串的长度
    //3、判断当前待分解的位置是否为'\0'，若是则返回NULL，否则继续
    if(*str_arr =='\0')
    {
        return NULL;
    }
    /*
    * 4、保存当前的待分解串的指针b_temp，调用strpbrk()在b_temp中找分解符，
    * 如果找不到，则将temp_str赋值为待分解字符串末尾部'\0'的位置，
    * b_temp没有发生变化；若找到则将分解符所在位置赋值为'\0',
    * b_temp相当于被截断了，temp_str指向分解符的下一位置。
    */
    b_temp = str_arr;
    str_arr = strpbrk(str_arr, delimiters);
    if(str_arr == NULL)
    {
        *temp_str = strchr(b_temp,'\0');
    }
    else
    {
        *str_arr ='\0';
        *temp_str = str_arr +1;
    }
    //5、函数最后部分无论找没找到分解符，都将b_temp返回。
    return b_temp;
}
//使用myStrtok来简化myStrtok_origin函数
char* myStrtok(char* str_arr,const char* delimiters)
{
    static char* last;//静态变量
    return myStrtok_origin(str_arr, delimiters,&last);
}
int main(void)
{
    char buf[]="hello@boy@this@is@heima";
    //1、使用myStrtok_origin()函数
    char*temp_str = NULL;
    char*str = myStrtok_origin(buf,"@",&temp_str);
    while(str)
    {
        printf("%s ",str);
        str = myStrtok_origin(NULL,"@",&temp_str);
    }
    //2、使用myStrtok()函数
    char*str1 = myStrtok(buf,"@");
    while(str1)
    {
        printf("%s ",str1);
        str1 = myStrtok(NULL,"@");
    }
    return 0;
}

输出结果：
hello boy this is heima hello

二、strtok_s函数

strtok_s是Windows下的一个分割字符串安全函数，其函数原型
char *strtok_s( char *strToken, const char *strDelimit, char **buf);
数将剩余的字符串存储在buf变量中，而不是静态变量中，从而保证了安全性。

代码示例：

例1：使用strtok_s函数分隔字符串

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

int main()
{
    char str[]="ab,cd,ef";

    char *ptr;

    printf("before strtok:  str=%s\n",str);
    printf("begin:\n");

    char *pTmp = NULL;
    ptr = strtok_s(str,",",&pTmp);

    while(ptr != NULL)
    {
        printf("str=%s\n",str);
        printf("ptr=%s\n",ptr);
        ptr = strtok_s(NULL,",",&pTmp);
    }
    return 0;
}

输出结果：
before strtok: str=ab,cd,ef
begin:
str=ab
ptr=ab
str=ab
ptr=cd
str=ab
ptr=ef

三、strtok_r函数

strtok_s函数是linux下分割字符串的安全函数，函数声明如下：
char *strtok_r(char *str, const char *delim, char **saveptr);

（1）该函数也会破坏带分解字符串的完整性，但是其将剩余的字符串保存在saveptr变量中，保证了安全性。

（2）在函数strtok中剩余字符串是存储在一个静态变量中，因此，多线程在使用该静态变量时引起冲突；而strtok_r则使用用户传入的指针为每个用户saveptr重新申请变量，因而可以保证线程安全。

（3）strtok_r函数是strtok函数的可重入版本，也即线程安全版本。str为要分解的字符串，delim为分隔符字符串。char *saveptr参数是一个指向char 的指针变量，用来在strtok_r内部保存切分时的上下文，以应对连续调用分解相同源字符串。

四、拓展

可重入函数：
（1）重入即表示重复进入，首先它意味着这个函数可以被中断，其次意味着它除了使用自己栈上的变量以外不依赖于任何环境（包括static），这样的函数就是purecode（纯代码）可重入，可以允许有该函数的多个副本在运行，由于它们使用的是分离的栈，所以不会互相干扰。如果确实需要访问全局变量（包括static），一定要注意实施互斥手段。可重入函数在并行运行环境中非常重要，但是一般要为访问全局变量付出一些性能代价。
（2）指一个可以被多个任务调用的函数（过程），任务在调用时不必担心数据是否会出错。
不可重入函数：
如果函数接口的代码实现中在块内定义和使用了static存储类型的变量，这种函数将是不可重入函数。它在实时系统中是不安全函数。