strlen 在 C 语言中的实现原理剖析

# 1. C 语言中字符串的表示

- **1.1 字符串的概念**
字符串是由一系列字符组成的序列，以空字符 '\0' 结尾。在 C 语言中，字符串实际上是使用字符数组来表示的，可以通过字符数组的方式来存储和操作字符串。

- **1.2 字符串的存储方式**
字符串在内存中以连续的方式存储，每个字符占据一个字节大小的空间。通过字符数组形式存储字符串时，可以通过指定数组长度来存储字符串，也可以通过指针来动态分配空间存储字符串。

- **1.3 字符串的操作**
C 语言中提供了丰富的字符串操作函数，如 strcpy、strcat 等，通过这些函数可以方便地对字符串进行赋值、连接、比较等操作。字符串的表示方式和操作是 C 语言中常见且重要的知识点，对理解和使用字符串操作函数至关重要。

# 2. C 语言中的内存分配与管理

#### 2.1 内存分配的基本概念
C 语言中的内存分配是指程序在运行时如何申请和释放内存空间的过程。程序在运行时需要使用内存来存储变量、数据结构等信息，而内存分配则是为这些信息分配合适的内存空间。

##### 2.1.1 动态内存分配
动态内存分配是指程序在运行时根据需要动态地申请内存空间。动态内存分配使得程序能够根据实际情况灵活地分配和释放内存，增强了程序的灵活性和可扩展性。

#### 2.2 内存管理函数
在 C 语言中，为了实现内存的动态分配与释放，提供了一些内存管理函数来帮助程序员管理内存的分配与释放过程。

##### 2.2.1 malloc 与 free
`malloc` 函数用于动态分配指定大小的内存空间，返回分配的内存空间的地址。`free` 函数用于释放先前动态分配的内存空间，以便系统重新使用该内存空间。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr;
    ptr = (int *)malloc(5 * sizeof(int)); // 分配 5 个整型变量大小的内存空间
    if(ptr == NULL) {
        printf("内存分配失败\n");
    } else {
        printf("内存分配成功\n");
        free(ptr); // 释放内存空间
    }
    return 0;
}

上述代码演示了使用 `malloc` 函数动态分配内存空间，并使用 `free` 函数释放内存空间的过程。

# 3.1 strlen 函数的介绍

在 C 语言中，`strlen` 函数是一个用来计算字符串长度的库函数。它的作用是返回一个以 `\0` 结尾的字符串的长度，即非空字符的个数。

#### 3.1.1 返回值

`strlen` 函数返回的是一个 `size_t` 类型的值，即无符号整数。这个返回值代表了字符串中有效字符的个数，不包括末尾的空字符。

#### 3.1.2 结尾空字符

由于 C 语言中的字符串是以 `\0`（空字符）