C/C++> strcpy, strncpy, strcpy_s, strncpy_s 联系与区别

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mob604756e39ef4 2021-03-11 08:26:51

文章标签 C/C++ strncpy 文章分类 C/C++ 后端开发

C++中，复制C风格字符串的方法有4种：strcpy, strncpy, strcpy_s, strncpy_s。它们有什么区别和联系了？

1. strcpy

strcpy和strncpy是早期C库函数，头文件string.h。现在已经发布对应safe版本，也就是strcpy_s, strncpy_s。

strcpy 函数将 strSource（包括终止 null 字符）复制到 strDestination 指定的位置。如果源和目标字符串重叠，则 strcpy 的行为是不确定的。

注意：strcpy不安全的原因

由于 strcpy 在复制 strSource 之前不检查 strDestination 中是否有足够的空间，因此它可能会导致缓冲区溢出。因此，我们建议使用 strcpy_s。

参考微软官方文档strcpy、wcscpy、_mbscpy

下面的程序，编译器将产生C4996警告/错误提示

char p1[] = "hello";
char* ps = new char[100];

// 如果想忽略C4996，VS2019下面，需要用编译器指令
// #pragma warning(suppress : 4996)
strcpy(ps, p1); // C4996

2. strncpy

strncpy 函数将 strSource 的初始计数字符复制到 strDest 并返回 strDest。如果 count 小于或等于 strSource 的长度，则不会自动向复制的字符串追加 null 字符。如果 count 大于 strSource 的长度，则目标字符串将用空字符填充，最大长度为 count。如果源和目标字符串重叠，则 strncpy 的行为是不确定的。

同strcpy一样，strncpy也是不安全的

strncpy 不检查 strDest 中是否有足够的空间;这会导致缓冲区溢出的潜在原因。 Count 参数限制复制的字符数;它不是 strDest 的大小限制。

strncpy和strcpy的主要区别：strncpy多了一个参数count（第3个参数），可以指定要从strSource（源字符串）拷贝的字符个数。

参考微软官方文档strncpy、_strncpy_l、wcsncpy、_wcsncpy_l、_mbsncpy、_mbsncpy_l

char s[20];

strcpy_s(s, sizeof(s), "AA BB CC"); // "AA BB CC"

// 2 <= "tt"字符串长度, 将"tt"拷贝并覆盖s[0..1], 不影响后面的元素
#pragma warning(suppress : 4996)
strncpy(s, "tt", 2); // "tt BB CC" C4996

// 3 > "rr"字符串长度, 自动添加null字符(\0)
#pragma warning(suppress : 4996)
strncpy(s, "rr", 3); // "rr" C4996

printf("%s\n", s);

3. strcpy_s

strcpy_s是strcpy的安全版本，通过第二个参数dest_size限制使用目的缓存大小，对缓存大小、源字符串长度、要使用的缓存大小都做了安全检查，避免溢出。

strcpy_s 函数将 src 地址中的内容（包括终止 null 字符）复制到 dest 指定的位置。目标字符串必须足够大以保存源字符串及其结尾的 null 字符。如果源和目标字符串重叠，则 strcpy_s 的行为不确定。

如果 dest 或 src 为空指针，或者如果目标字符串的大小 dest_size 太小，则调用无效参数处理程序，如参数验证中所述。如果允许执行继续，则当 dest 或 src 为 null 指针时，这些函数将返回 EINVAL ，并将 errno 设置为 EINVAL ; 当目标字符串过小时，它们将返回 ERANGE 并将 errno 设置为 ERANGE 。
成功执行时，目标字符串始终以 null 结尾。

参考微软官方文档strcpy_s、wcscpy_s、_mbscpy_s、_mbscpy_s_l

要正常使用strcpy_s进行字符串拷贝，必须要求sizeof(s1)(缓存大小) >= dest_size(限制使用目的缓存大小) > strlen(src)（源字符串长度（不包括null字符)）。另外dest_size长度，理论上不能超过RSIZE_MAX。

char s1[5];
//  sizeof(s1) >= dest_size > strlen(src)
strcpy_s(s1, 4, "AA"); // "AA"

//  sizeof(s1) >= dest_size <= strlen(src)
strcpy_s(s1, 1, "AA"); // 程序异常退出 

//  sizeof(s1) >= dest_size > strlen(src)
strcpy_s(s1, sizeof(s1), "AA"); // "AA"
strcpy_s(s1, sizeof(s1), "AA B"); // "AA B"

//  dest_size <= strlen(src)
strcpy_s(s1, sizeof(s1), "AA BB"); // s1缓存大小 <= 源字符串长度(不包括null字符), 程序异常退出

// sizeof(s1) < dest_size
strcpy_s(s1, 6, "A"); // dest_size > sizeof(s1), 程序异常退出  C6386

printf("%s\n", s1);

4. strncpy_s

strcpy_s与strncpy相比较，多了第4个参数指定要拷贝的源字符串字符数。必须为null字符预留目的缓存空间。

函数尝试将 strSource 的前 D 个字符复制到 strDest，其中 D 是 count 和 strSource 的长度。如果这些 D 字符将放在 strDest (其大小被指定为 numberOfElements) 并且仍为 null 终止符留下空间，则会复制这些字符，并追加一个终止 null。否则， strDest[0] 设置为 null 字符，并调用无效参数处理程序，如参数验证中所述。

参加微软官方文档strncpy_s、_strncpy_s_l、wcsncpy_s、_wcsncpy_s_l、_mbsncpy_s、_mbsncpy_s_l

char dst[5];
//strncpy_s(dst, 5, "a long string", 5); // 将源字符串5个字符拷贝到目的缓存5byte长度, 没有预留null字符空间, 程序异常退出

strncpy_s(dst, 5, "a long string", _TRUNCATE); // 截断 "a lo" , 等价于下面的语句
strncpy_s(dst, 5, "a long string", 4); // "a lo"

printf("%s\n", dst);