C奇怪的数组行为

Question

在得知strncmp并非表面看起来的样子，以及系统(Linux)上没有strlcpy函数之后，我决定尝试着自己写一个替代品。

我找到了libc维护者Ulrich Drepper发布的一段引用，其中提供了使用mempcpy的strlcpy替代方案。虽然我也没有mempcpy，但它的行为很容易复制。首先，这是我使用的测试用例：

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

#define BSIZE 10

void insp(const char* s, int n)
{
   int i;

   for (i = 0; i < n; i++)
      printf("%c  ", s[i]);

   printf("\n");

   for (i = 0; i < n; i++)
      printf("%02X ", s[i]);

   printf("\n");

   return;
}

int copy_string(char *dest, const char *src, int n)
{
   int r = strlen(memcpy(dest, src, n-1));
   dest[r] = 0;

   return r;
}

int main()
{
   char b[BSIZE];
   memset(b, 0, BSIZE);

   printf("Buffer size is %d", BSIZE);

   insp(b, BSIZE);

   printf("\nFirst copy:\n");
   copy_string(b, "First", BSIZE);
   insp(b, BSIZE);
   printf("b = '%s'\n", b);

   printf("\nSecond copy:\n");
   copy_string(b, "Second", BSIZE);
   insp(b, BSIZE);

   printf("b = '%s'\n", b);

   return 0;
}

以下是它的结果:

Buffer size is 10                    
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 

First copy:
F  i  r  s  t     b     =    
46 69 72 73 74 00 62 20 3D 00 
b = 'First'

Second copy:
S  e  c  o  n  d          
53 65 63 6F 6E 64 00 00 01 00 
b = 'Second'

您可以在内部表示中看到（由insp()创建的行），存在一些混杂的噪音，比如第一次复制后检查中的printf()格式字符串和第二次复制中的外来0x01。

这些字符串被完整地复制，并且它能正确处理过长的源字符串（现在先忽略将0作为长度传递给copy_string可能出现的问题，稍后我会解决这个问题）。

但是为什么我的目标中有外来数组内容（来自格式字符串）呢？就好像目标实际上被调整大小以匹配新长度一样。

- LukeN

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在这种情况下，我指的是来自printf的字符串文字，即“b ='％s'”，它与我的数组“b”混合在一起，成为了目标。 - LukeN

请注意，strlcpy()和strlcat()的源代码在自由许可下非常容易获取：http://www.openbsd.org/cgi-bin/cvsweb/~checkout~/src/lib/libc/string/strlcpy.c?content-type=text%2Fplain - Michael Burr

Answer 1

字符串的结尾由\0标记，之后的内存可以是任何东西，除非您的操作系统故意将其清空，否则它只是留在那里的随机垃圾。

请注意，在这种情况下，“问题”不在copy_string中，您确切地复制了10个字符 - 但是主代码中“first”之后的内存是随机的。

- Martin Beckett

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哦天啊，我没有考虑到memcpy()不会在'\0'处停止，我真是太蠢了。 - LukeN

Answer 2

你停止的不是源尺寸，而是目标尺寸，它恰巧比源更大，所以你复制了源字符串加上一些垃圾信息。

你可以很容易地看到自己正在复制源字符串，包括它的空终止符。但由于你正在复制10个字节，而“First”和“Second”两个字符串都比10个字节短，你也在复制它们后面的额外字节。

- Francisco Soto

Answer 3

如果dest和src的长度不都至少为n-1，那么使用memcpy(dest, src, n-1)会导致未定义的行为。

例如，First\0长度为六个字符，但你从中读取了n-1（9）个字符；字符串字面值结尾后的内存内容是未定义的，当你读取该内存时，程序的行为也是未定义的。

- James McNellis

Answer 4

额外的 "stuff" 存在是因为你已经将缓冲区大小传递给了 memcpy。即使源字符串较短，它也会复制那么多字符。

我会有一些不同的做法：

void copy_string(char *dest, char const *src, size_t n) { 
    *dest = '\0';
    strncat(dest, src, n);
}

strncat 与 strncpy 不同，它的定义符合大多数人的合理预期。

- Jerry Coffin

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人们经常期望 strncat 的工作方式与 strlcat 相同，即他们期望它使用目标缓冲区的全部长度，而实际上它只使用可用于连接的剩余长度。 - AnT stands with Russia

实际上，您需要 if (n > 0) strncat(dest, src, n - 1)（假设 n 是目标缓冲区的大小）。 - caf