C 字符串小研究 strtok VS strtok_r

1. strtok介绍
众所周知，strtok可以根据用户所提供的分割符（同时分隔符也可以为复数比如“，。”）
将一段字符串分割直到遇到"/0".

比如，分隔符=“，” 字符串=“Fred，John，Ann”
通过strtok 就可以把3个字符串 “Fred”     “John”      “Ann”提取出来。
上面的C代码为

1. int in=0;
2. char buffer[]="Fred,John,Ann"
3. char *p[3];
4. char *buff = buffer;
5. while((p[in]=strtok(buf,","))!=NULL) 
6. {
7.     i++;
8.     buf=NULL; 
9. }

如上代码，第一次执行strtok需要以目标字符串的地址为第一参数（buf=buffer），之后strtok需要以NULL为第一参数(buf=NULL)。指针列p[],则储存了分割后的结果，p[0]="John",p[1]="John",p[2]="Ann"，而buf就变成    Fred/0John/0Ann/0。

2. strtok的弱点
让我们更改一下我们的计划：我们有一段字符串 "Fred male 25,John male 62,Anna female 16" 我们希望把这个字符串整理输入到一个struct，

1. struct person {
2.      char [25] name ;
3.      char [6] sex;
4.      char [4] age;
5. }

要做到这个，其中一个方法就是先提取一段被“，”分割的字符串，然后再将其以“ ”（空格）分割。
比如： 截取 "Fred male 25" 然后分割成 "Fred" "male" "25"
以下我写了个小程序去表现这个过程：

1. #include<stdio.h>
2. #include<string.h>
3. #define INFO_MAX_SZ 255
4. int main()
5. {
6.     int in=0;
7.     char buffer[INFO_MAX_SZ]="Fred male 25,John male 62,Anna female 16";
8.     char *p[20];
9.     char *buf=buffer;
   
11.     while((p[in]=strtok(buf,","))!=NULL)
    
12.    {
13.         buf=p[in];
14.         while((p[in]=strtok(buf," "))!=NULL)
    
15.         {
16.             in++;
17.             buf=NULL;
18.         }
19.         p[in++]="***"; //表现分割
20.         buf=NULL;
    
21.     }
23.     printf("Here we have %d strings/n",i);
24.     for (int j=0; j<in; j++)
25.          printf(">%s</n",p[j]);
26.     return 0;
27. }

这个程序输出为：
Here we have 4 strings
>Fred<
>male<
>25<
>***<
这只是一小段的数据，并不是我们需要的。但这是为什么呢？ 这是因为strtok使用一个static（静态）指针来操作数据，让我来分析一下以上代码的运行过程：

红色为strtok的内置指针指向的位置，蓝色为strtok对字符串的修改

1. "Fred male 25,John male 62,Anna female 16" //外循环

2. "Fred male 25/0John male 62,Anna female 16" //进入内循环

3.    "Fred/0male 25/0John male 62,Anna female 16"

4.    "Fred/0male/025/0John male 62,Anna female 16"

5 "Fred/0male/025/0John male 62,Anna female 16" //内循环遇到"/0"回到外循环

6   "Fred/0male/025/0John male 62,Anna female 16" //外循环遇到"/0"运行结束。

3. 使用strtok_r
在这种情况我们应该使用strtok_r, strtok reentrant.
char *strtok_r(char *s, const char *delim, char **ptrptr);

相对strtok我们需要为strtok提供一个指针来操作，而不是像strtok使用配套的指针。
代码：

1. #include<stdio.h>
2. #include<string.h>
3. #define INFO_MAX_SZ 255
4. int main()
5. {
6.    int in=0;
7.    char buffer[INFO_MAX_SZ]="Fred male 25,John male 62,Anna female 16";
8.    char *p[20];
9.    char *buf=buffer;
11.    char *outer_ptr=NULL;
12.    char *inner_ptr=NULL;
14.    while((p[in]=strtok_r(buf,",",&outer_ptr))!=NULL)
    
15.   {
16.              buf=p[in];
17.              while((p[in]=strtok_r(buf," ",&inner_ptr))!=NULL)
    
18.              {
19.                        in++;
20.                        buf=NULL;
21.              }
22.              p[in++]="***";
23.              buf=NULL;
    
24.   }
26.   printf("Here we have %d strings/n",i);
27.   for (int j=0; jn<i; j++)
28.          printf(">%s</n",p[j]);
29.    return 0;
30. }

这一次的输出为：
Here we have 12 strings
>Fred<
>male<
>25<
>***<
>John<
>male<
>62<
>***<
>Anna<
>female<
>16<
>***<


让我来分析一下以上代码的运行过程：

红色为strtok_r的outer_ptr指向的位置，
紫色为strtok_r的inner_ptr指向的位置，
蓝色为strtok对字符串的修改

1. "Fred male 25,John male 62,Anna female 16" //外循环

2. "Fred male 25/0John male 62,Anna female 16"//进入内循环

3.   "Fred/0male 25/0John male 62,Anna female 16"

4   "Fred/0male/025/0John male 62,Anna female 16"

5 "Fred/0male/025/0John male 62,Anna female 16" //内循环遇到"/0"回到外循环

6   "Fred/0male/025/0John male 62/0Anna female 16"//进入内循环