检查char*指针是否为以空字符结尾的字符串的便携式方法

Question

我有一个接受char*指针的C函数。其中一个函数的前提条件是指针参数必须是以空字符结尾的字符串。

void foo(char *str) {
    int length = strlen(str);
    // ...
}

如果str不是指向以null结尾的字符串的指针，那么strlen会崩溃。有没有一种可移植的方法来确保char*指针确实指向以null结尾的字符串？

我考虑使用VirtualQuery来查找str之后最低的不可读地址，如果在str的开头和该地址之间没有看到null终止符，则str不指向以null结尾的字符串。

- Siqi Lin

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我认为没有一种可移植的方式。 - Yu Hao

一种方法是在指针中接收第二个参数“size”，然后迭代至size-1元素以寻找空值。 - Sourav Ghosh

这听起来像是一个XY问题。你为什么需要这样的功能？ - Jabberwocky

当你使用 VirtualQuery 时，你已经抛弃了可移植性。 - Yu Hao

Answer 1

不，没有一种便携式的方式来做到这一点。一个以null结尾的字符串可以是任意长（最多SIZE_MAX字节），同样，一个没有以null结尾的char数组也可以是任意长的。如果函数接受一个char*参数，那么它无法知道它指向的有效内存块有多大（如果有的话）。一个检查操作需要遍历内存直到找到null字符，这意味着如果数组中没有null字符，它将超出其末尾，导致未定义的行为。

这就是为什么标准C库函数在接受字符串指针作为参数时会产生未定义的行为，如果该参数不指向字符串。（检查NULL指针很容易，但这只能捕获一种错误情况，代价是对有效参数执行更慢的代码）

编辑：回应你问题的标题：

检查char*指针是否为以null结尾的字符串的可移植方法

指针不能成为一个字符串。它可能是指向字符串的指针，也可能不是。

- Keith Thompson

Answer 2

最好的方法是使用strn函数来限制字符串的大小上限。因此，如果您正在编写一个库调用并且不信任调用者，请记录您的调用注意事项，指出字符串不能超过特定合理大小，并进行检查：

#define MAXNAME 32

if (strnlen(sketchyName,MAXNAME)==MAXNAME) return ERROR;

- Scott Milano

Answer 3

其他答案是正确的，但这里有另一种思考方式。

如果指针指向一个包含n个char的缓冲区，其中没有一个是'\0'，那么一旦你试图检查第n+1个字符，你就进入了未定义行为的领域。因此，为了扫描是否有'\0'，仅知道缓冲区结束位置的某个上限是不够的，你必须确切地知道缓冲区的结束位置。

C语言没有提供一种方法来知道这一点，除了要求调用者提供它给你。VirtualQuery（假设它是可移植的）并不足够，因为缓冲区后面可能会有其他对象。虽然它在许多实现中似乎可以工作，但你依赖于未定义的行为意味着它必然是不可移植的。

- Adrian McCarthy

Answer 4

为了证明字符串的空终止，你不仅需要证明存在一个null字符，还需要证明它存在于恰当的位置（不能晚也不能早）。要做到这一点，您需要知道字符串的预期内容或至少长度，此时非常容易进行验证...

例如考虑没有虚拟内存的设备：这意味着您可以在整个地址空间上进行迭代而不会触发任何中断。

如果您的栈位于比堆更高的地址，并且编译器将'\0'的副本放在栈上（而不仅仅是将其保留在寄存器中或使用它作为立即值），那么您突然可以保证堆上的任何字符串都是弱零终止的，因为您始终可以将验证代码放在栈上的'\0'视为零终止符。

- danielschemmel

Answer 5

正如其他人所指出的那样，没有可移植的方法来实现这一点。原因是它没有用处。

正常的语义是仅检查NULL，并假设如果传递了非NULL，则它是有效的。毕竟，在您的指针之后可能会有一个NULL 某个地方。唯一的其他可能性是遇到未映射的内存。然而，即使使用虚假指针，您也更有可能找到一个NULL。这意味着虚假的2000个字符的字符串仍将通过检查。

- abligh