正确的复制C字符串方法

Question

有没有一种简单的方法来复制C字符串？

我有一个const char *stringA，我想让char *stringB获取这个值（请注意，stringB不是const）。我尝试了stringB=(char*) stringA，但这使得stringB仍然指向同一个内存位置，所以当stringA稍后更改时，stringB也会更改。

我还尝试过strcpy(stringB,stringA)，但如果stringB未初始化为足够大的数组，则会出现段错误。虽然我对C字符串不是非常熟悉，但我是否遗漏了一些明显的东西？

如果我只是将stringB初始化为char *stringB[23]，因为我知道我的字符串永远不会超过22个字符（包括空终止符），那么这是正确的方式吗？如果将stringB与其他C字符串进行比较，那么额外的空间会影响任何内容吗？

（在这里仅使用字符串并不是一个解决方案，因为我需要最小的开销和易于访问单个字符。）

- Cannoliopsida

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我怀疑你高估了字符串的开销，并且你肯定高估了访问单个字符的难度。如果s是std::string，那么c = s[10]和s[10] = c都可以正常工作，就像s是char*一样易于访问单个字符。 - ruakh

请格式化您的问题。您可以使用反引号表示内联代码，并使用四个空格缩进以获得代码块。 - 0xC0000022L

除非你有更好的理由，否则请使用std::string。 - bames53

std::string是解决方案。您所持有的错误假设是它会更加昂贵。 - Martin York

很抱歉关于格式问题，我无法理解反引号的意思（撇号似乎没有任何作用）。 - Cannoliopsida

Answer 1

你可以使用strdup()函数来返回一个C字符串的副本，例如：

#include <string.h>

const char *stringA = "foo";
char *stringB = NULL;

stringB = strdup(stringA);
/* ... */
free(stringB);
stringB = NULL; 

你也可以使用strcpy()，但是你需要先分配空间，这并不难做，但如果不正确地执行，可能会导致溢出错误：

#include <string.h>

const char *stringA = "foo";
char *stringB = NULL;

/* you must add one to cover the byte needed for the terminating null character */
stringB = (char *) malloc( strlen(stringA) + 1 ); 
strcpy( stringB, stringA );
/* ... */
free(stringB);
stringB = NULL;

如果你不能使用strdup()，我建议使用strncpy()代替strcpy()。 strncpy()函数最多只能复制n个字节，这有助于避免溢出错误。然而，如果strlen(stringA) + 1 > n，你需要自己终止stringB。但是，一般来说，你会知道你需要的大小。

#include <string.h>

const char *stringA = "foo";
char *stringB = NULL;

/* you must add one to cover the byte needed for the terminating null character */
stringB = (char *) malloc( strlen(stringA) + 1 ); 
strncpy( stringB, stringA, strlen(stringA) + 1 );
/* ... */
free(stringB);
stringB = NULL;

我认为strdup()更简洁，因此我尽量在仅使用字符串时使用它。对于基于POSIX或非POSIX的方法，在性能方面是否存在严重的缺陷，我不是C或C++专家，所以不清楚。

请注意，我将malloc()的结果强制转换为char *。这是因为您的问题标记为c++问题。在C++中，必须对malloc()的结果进行强制转换。然而，在C中，你不需要这样做。

编辑

有一个复杂情况：在C或C++中没有strdup()函数。因此，请使用预定义大小的数组或使用malloc分配的指针来使用strcpy()或strncp()。在可能使用strcpy()的任何地方，习惯上使用strncp()会有助于减少错误的潜在可能性。

- Alex Reynolds

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strdup 在 POSIX 中定义，而非 C 或 C++。 - R. Martinho Fernandes

strdup() 函数本质上只是 strlen()、malloc 和 memset 的包装器。如果你想通过这个练习来学习直接编辑内存的恐怖而强大的世界，我建议你使用 strlen() 和 memset。 - Robert Martin

不要使用strncpy代替strcpy。strncpy是为了将字符串插入到其他字符串中而创建的。因此，它不会在字符串末尾添加空字符。这等于用同等严重的问题来交换另一个问题。 - Ed S.

@R.MartinhoFernandes 嗯，看起来不再是这样了：https://en.cppreference.com/w/c/experimental/dynamic/strdup - Ayxan Haqverdili

虽然这只是一个例子，但在释放指针后将其设置为NULL可以改进答案。不这样做会引来麻烦。然而，strncpy()存在问题，因为它可能无法正确地加入字符串的终止符，这非常糟糕。最好使用strdup()，或者确保分配足够的空间，或者明确地确保以NUL结尾。但是，没有足够的空间会创建另一个问题，即可能不是完整的字符串，这也是一个潜在的问题。 - Pryftan

Answer 2

如果你想用纯C语言风格实现，那么：

char* new_string = strdup(old_string);
free(new_string);

如果您想以（某种程度上的）C++风格进行操作：

char* new_string = new char[strlen(old_string) + 1];
strcpy(new_string, old_string);
delete[] new_string;

- sirgeorge

Answer 3

如果我将stringB初始化为char *stringB [23]，因为我知道字符串不会超过22个字符（包括空终止符），这样做是正确的吗？

几乎可以。在C语言中，如果您确定字符串永远不会太长：

char stringB[MAX+1];
assert(strlen(stringA) <= MAX));
strcpy(stringB, stringA);

或者，如果字符串可能太长：

char stringB[MAX+1];
strncpy(stringB, stringA, MAX+1);
if (stringB[MAX] != '\0') {
    // ERROR: stringA was too long.
    stringB[MAX] = '\0'; // if you want to use the truncated string
}

在C++中，应该使用std::string，除非你已经证明开销是严重影响的。许多实现都有“短字符串优化”，将避免为短字符串动态分配内存; 在这种情况下，与使用C风格数组相比，几乎没有或没有额外开销。访问单个字符与C风格数组一样方便；在两种情况下， s[i]都会以 lvalue 的形式给出位置i处的字符。复制变成了stringB = stringA;，没有未定义行为的危险。

如果您真的发现std::string无法使用，可以考虑std::array<char，MAX+1>：一个包含固定大小数组的可拷贝类。

如果要将stringB与其他C字符串进行相等性检查，那么额外的空间会对任何东西产生影响吗？

如果使用strcmp，则它将在最短字符串的末尾停止，并且不会受到额外空间的影响。

- Mike Seymour

Answer 4

你可能正在寻找strncpy，它允许你从一个字符串中复制前n个字符。只需确保在复制到的字符串的第n个位置添加空终止符。

- Ken Wayne VanderLinde