0.问题来源:
开发基于C/C++的底层程序,希望0依赖,跨平台,用语言自带的函数进行字符串的处理,主要涉及到strcpy、strcat、sprintf函数,这里暂且只讨论sprintf函数。
1.sprintf函数(Windows/Linux)
我们知道,C/C++里面最常用的字符串格式化函数是sprintf。但是这个函数最直接的问题是可能导致字符串越界的问题。如下面例子,因为预先无法预测格式化字符串%s对应的字符串str的长度,而缓存buf的长度是固定的,就有可能会把buf写越界。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buf[8] = {0};
char *str = "890";
sprintf(buf, "1234567%s\n", str);
printf("%s\n", buf);
return 0;
}
在windows上,IDE会产生警告,提示使用sprintf_s函数:
运行的时候直接会抛出异常。 在linux上,程序运行后格式化后的字符串超过原始缓存的大小,也就是越界了,即“1234567890”。 我们实际希望的是,宁愿字符串被截断了,也不要被写越界了。
所以在window和linux上都不推荐使用sprintf函数。
针对这个问题,在windows上推荐使用sprintf_s函数。在调用的时候支持用户传入目标内存的长度,函数原型可以简略的表示为: int sprintf_s(char *buf, size_t buf_size, const char *format, …);
2.sprintf_s函数(Windows)
sprintf_s函数似乎更好,但是这个函数的问题是: 1.Debug模式下会触发断言 2.在Release模式下会导致程序直接core掉,如下面程序只打印出sprintf_s函数直接的内容 before sprintf_s…,后面就没有了。
3.在跨平台的场合,在linux上没法用。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buf[5] = {0};
const char *p = "123456";
printf("\nbefore sprintf_s...");
sprintf_s(buf, sizeof(buf), "%s", p);
printf("\nafter sprintf_s...");
}
注意到sprintf_s函数的第二个参数增加了缓存大小这个参数,自然出现一个snprintf函数。
微软也许是觉得sprintf_s也不够好,MSVC环境中还引入了一个名为_snprintf的函数,其函数原型和sprintf_s类似,可以表示为: int _snprintf(char *buf, size_t buf_size, const char *format, …);
3._snprintf函数(Windows)
这个函数虽然字符串越界(内存不会被破坏),不会触发断言和退出,但是也不太好用。 其最大的问题是不会自动在末尾加\0(不知道微软程序员怎么想的,不符合常规思维)。
_snprintf函数正常情况:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buf[5] = {0};
const char *p = "123";
int ret = _snprintf(buf, sizeof(buf), "%s", p);
printf("\nret = %d,buf = %s", ret, buf);
}
运行结果为:ret = 3,buf = 123
_snprintf函数异常情况:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buf[5] = {0};
const char *p = "12345";
int ret = _snprintf(buf, sizeof(buf), "%s", p);
printf("\nret = %d,buf = %s", ret, buf);
}
运行结果为:ret = 5,buf = 12345烫烫烫烫烫烫烫贪洬Y?
当然,在Linux上,有一个snprintf函数,做的比较完美: 1.不会触发断言 2.不会溢出破坏内存 3.保证结尾为\0
4._snprintf_s函数(Windows)
另外,微软还提供了一个越来越复杂的_snprintf_s函数,姑且先不关心其用法,至少在linux上无法用这个函数,也就做不到跨平台,所以也就不具体讨论了。
5.snprintf函数(Windows/Linux)
为了解决这个sprintf格式化字符串的终极问题,实现跨平台,不少地方有这样的做法:
# define snprintf _snprintf
这个在早期的确解决了windows上_snprintf()和linux上snprintf()函数名不同的问题,实现跨平台,但是之前也说了,windows上_snprintf()函数不保证\0结尾,所以上面的#define 的方式实现跨平台其实也是不安全的。
或许是微软良心发现,或许是微软回归正道,终于在VS2015里面提供了C99标准里面规定的snprint函数,这样就和linux下能统一了。可惜1999~2000年推出的C99标准,微软硬是到VS2015才去实现这个函数。
https:
我们在Windows和Linux上分别用snprintf函数进行测试:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
char desc[8];
memset(desc, '*', sizeof(desc));
int ret = snprintf(desc, sizeof(desc), "%s", "12345");
for (int i = 0; i < sizeof(desc); i++)
printf("[%c] ", desc[i]);
printf("\t ret = %d\n", ret);
memset(desc, '*', sizeof(desc));
ret = snprintf(desc, sizeof(desc), "%s", "12345678");
for (int i = 0; i < sizeof(desc); i++)
printf("[%c] ", desc[i]);
printf("\t ret = %d\n", ret);
memset(desc, '*', sizeof(desc));
ret = snprintf(desc, sizeof(desc), "%s", "1234567890");
for (int i = 0; i < sizeof(desc); i++)
printf("[%c] ", desc[i]);
printf("\t ret = %d\n", ret);
return 0;
}
Windows上的结果为
[1] [2] [3] [4] [5] [] [*] [*] ret = 5
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [] ret = 8
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [] ret = 10
Linux上的结果为
[1] [2] [3] [4] [5] [] [*] [*] ret = 5
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [] ret = 8
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [] ret = 10
由此可见,在VS2015后,snprintf函数在Windows和Linux上都可用了,而且都能\0结尾,返回值的行为也一样。
6.strcpy/strcat函数(Windows/Linux)
同样strcpy/strcat也一堆函数,坑多还不好用,或者不跨平台,所以干脆就把glibc里面的函数拿过来跨平台用算了。
size_t strlcpy(char *dst, const char *src, size_t dsize)
{
const char *osrc = src;
size_t nleft = dsize;
if (nleft != 0)
{
while (--nleft != 0)
{
if ((*dst++ = *src++) == '\0')
break;
}
}
if (nleft == 0)
{
if (dsize != 0)
*dst = '\0';
while (*src++)
;
}
return (src - osrc - 1);
}
size_t strlcat(char *dst, const char *src, size_t siz)
{
char *d = dst;
const char *s = src;
size_t n = siz;
size_t dlen;
while (n-- != 0 && *d != '\0')
d++;
dlen = d - dst;
n = siz - dlen;
if (n == 0)
return (dlen + strlen(s));
while (*s != '\0')
{
if (n != 1)
{
*d++ = *s;
n--;
}
s++;
}
*d = '\0';
return (dlen + (s - src));
}
7.后记
搞C/C++开发太不容易了,连最基础的字符串处理函数都一堆坑,一堆差异,而且很多都是教科书上没讲的,加上考虑最近注意到的不同操作系统上localtime函数的坑,可重入、线程安全的使用注意问题,以及C++11被C++之父都说可以看成一门新的语言,所以搞C++开发的人真不容易。
最近还听说少儿编程大多数是学Python,极少数的学C++,相比Python,C++更枯燥。这些学C++的都是为了冲刺信奥赛的算法比赛的。
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