strcpy/strlen/strcat/strcmp面试总结

《strcpy拷贝越界问题》

一. 程序一

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void main()
{
 char s[]="123456789";
 char d[]="123";
 strcpy(d,s);
 printf("d=%s,\ns=%s",d,s);
} 

执行结果：

解释：

首先要解释一下,char s[]="123456789"; char d[]="123"; 这样定义的数组和变量存放在栈内存中。
栈内存是一个自顶向下分布的数据结构，那么越先定义的变量地址就越高,越后定义的地址就越低。
s比d定义在前,那么s得到了高地址,而d得到了相对低的地址，那么内存中的存放形式就是
d[] <- | -> s[]
'1' '2' '3' '\0' | '1' '2' '3' '4' '5' '6' '7' '8' '9' '\0'
字符串拷贝后：
'1' '2' '3' '4 ' | '5' '6' '7' '8' '9' '\0' '7' '8' '9' '\0'
中间的‘|’表示s[]的起始位置。
所以此时输出的是d的值是 '1' '2' '3' '4' '5' '6' '7' '8' '9' '\0'，s的值是 '5' '6' '7' '8' '9' '\0'

二. 程序二

#include<stdio.h>
#include<string.h>
void main()
{
  char d[]="123";  

 char s[]="123456789";
 strcpy(d,s);
 printf("d=%s,\ns=%s",d,s);
}  

运行结果：

说明：

虽然可以看到正确的输出结果d=123456789，s=123456789执，但是产生运行错误！

这是因为字符串拷贝后，越过了目标字串的实际空间，访问到了不可预知的地址了。

三. 字符串操作函数原型

一、字符串拷贝strcpy

函数strcpy的原型是char* strcpy(char* des , const char* src)，des 和 src 所指内存区域不可以重叠且 des 必须有足够的空间来容纳 src 的字符串。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>

char* strcpy(char* des, const char* src)
{
	assert((des!=NULL) && (src!=NULL));
	char *address = des;
	while((*des++ = *src++) != '\0')
		;
	return address;
}

要知道 strcpy 会拷贝’\0’，还有要注意：

• 源指针所指的字符串内容是不能修改的，因此应该声明为 const 类型。

• 要判断源指针和目的指针为空的情况，思维要严谨，这里使用assert（见文末）。

• 要用一个临时变量保存目的串的首地址，最后返回这个首地址。

• 函数返回 char* 的目的是为了支持链式表达式，即strcpy可以作为其他函数的实参。

二、字符串长度strlen

函数strlen的原型是size_t strlen(const char *s)，其中 size_t 就是 unsigned int。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>

int strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	int len = 0;
	while((*str++) != '\0')
		++len;
	return len;
}

strlen 与 sizeof 的区别：

• sizeof是运算符，strlen是库函数。

• sizeof可以用类型、变量做参数，而strlen只能用 char* 变量做参数，且必须以\0结尾。

• sizeof是在编译的时候计算类型或变量所占内存的大小，而strlen的结果要在运行的时候才能计算出来，用来计算字符串的长度。

• 数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针了。

三、字符串连接strcat

函数strcat的原型是char* strcat(char* des, char* src)，des 和 src 所指内存区域不可以重叠且 des 必须有足够的空间来容纳 src 的字符串。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>

char* strcat(char* des, const char* src)   // const表明为输入参数
{
	assert((des!=NULL) && (src!=NULL));
	char* address = des;
	while(*des != '\0')  // 移动到字符串末尾
		++des;
	while(*des++ = *src++)
		;
	return address;
}

四、字符串比较strcmp

函数strcmp的原型是int strcmp(const char *s1,const char *s2)。

• 若s1==s2，返回零；

• 若s1>s2，返回正数；
• 若s1<s2，返回负数。

即：两个字符串自左向右逐个字符相比（按ASCII值大小相比较），直到出现不同的字符或遇\0为止。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>

int strcmp(const char *s1,const char *s2)
{
	assert((s1!=NULL) && (s2!=NULL));
    while(*s1 == *s2)
    {
        if(*s1 == '\0')
            return 0;

        ++s1;
        ++s2;
    }
    return *s1 - *s2;
}

附：

一.assert()断言

assert是宏，而不是函数。它的原型定义在头文件 assert.h 中：

1

void assert( int expression );

宏 assert 经常用于在函数开始处检验传入参数的合法性，可以将其看作是异常处理的一种高级形式。assert 的作用是先计算表达式expression，然后判断：

• 如果表达式值为假，那么它先向stderr打印错误信息，然后通过调用 abort 来终止程序运行。

• 如果表达式值为真，继续运行后面的程序。

注意：assert只在 DEBUG 下生效，在调试结束后，可以通过在#include <assert.h>语句之前插入#define NDEBUG来禁用assert调用。

二.函数面试时操作得分点总结

//得2分
void strcpy( char *dest, char *src )
{
    while( (*dest++ = * src++) != '\0' );
} 

//得4分
void strcpy( char *dest, const char *src )
{
    //将源字符串加const，表明其为输入参数，加2分
    while( (*dest++ = * src++) != '\0' );
} 

//得7分
void strcpy(char *dest, const char *src)
{
    //对源地址和目的地址加非0断言，加3分
    assert( (dest != NULL) && (src != NULL) );
    while( (*dest++ = * src++) != '\0' );
} 

//得9分
//为了实现链式操作，将目的地址返回，加2分！
char * strcpy( char *dest, const char *src )
{
    assert( (dest != NULL) && (src != NULL) );
    char *tmp = dest;
    while( (*dest++ = * src++) != '\0' );
    return tmp;
} 

//得10分，基本上所有的情况，都考虑到了
//如果有考虑到源目所指区域有重叠的情况，加1分！
char * strcpy( char *dest, const char *src )
{
    if(dest == src) { return dest; }
    assert( (dest != NULL) && (src != NULL) );
    char *tmp = dest;
    while( (*dest++ = * src++) != '\0' );
    return tmp;
}