实现C中的strcpy函数

本文详细介绍了C语言中strcpy函数的功能及其实现方式,并针对内存重叠问题提出了改进方案。

1、strcpy库函数介绍

C语言中在头文件<string.h>中,C++中在<cstring>中;

函数原型:char * strcpy(char * destStr, char srcStr);

函数功能:将srcStr中的字符串拷贝到destStr的内存中;通过字符串结束符'\0'来控制结束,如果destStr预留的内存不够的话会“溢出”。


2、实现strcpy函数

这个也是一个经常出的面试题,如果面试者只是根据功能写出如下的代码

char * my_strcpy(char *dest, char * src)
{
     if(dest == NULL || src == NULL)
            return NULL;
     char *p_dest = dest;
     char *p_src = src;
     while(*p_src != '\0')
     {
          *p_dest = *p_src;
          ++p_dest;
          ++p_src;
     }
     *p_dest = '\0';
     return dest;
}
这样一个实现看似是正确的:1)考虑了空指针;

                                            2)返回课目的地址;

                                            3)目的串末尾为'\0';

但是它并没有考虑“内存重叠”问题。这个题目的考察点和memcpy是一样的,都在考察“内存重叠”,如果面试官先问你memcpy的代码,然后再问你这个你可能会意识到这个问题。但是如果面试官直接问你strcpy的实现,可能你就蒙了。


对strcpy的改进:

void * my_memcpy(void *dst,const void *src,unsigned int count)  
{  
     assert(dst);  
     assert(src);  
     void * ret = dst;  
     if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count))//源地址和目的地址不重叠,低字节向高字节拷贝  
     {  
         while(count--)  
         {  
             *(char *)dst = *(char *)src;  
             dst = (char *)dst + 1;  
             src = (char *)src + 1;  
         }  
     }  
     else                       //源地址和目的地址重叠,高字节向低字节拷贝  
     {   
         dst = (char *)dst + count - 1;  
         src = (char *)src + count - 1;   
         while(count--)   
         {  
             *(char *)dst = *(char *)src;  
             dst = (char *)dst - 1;  
             src = (char *)src - 1;  
         }  
    }  
    return ret;  
}  


char *my_strcpy(char *dst,const char *src)  
{  
    assert(dst != NULL);  
    assert(src != NULL);  
    char *ret = dst;  
    my_memcpy(dst,src,strlen(src)+1);  
    return ret;  
}  
这样就可以有效地处理“内存重叠”问题。
<think>我们正在讨论C语言中strcpy函数实现方法。根据用户的需求和提供的引用内容,我将展示如何自己实现strcpy函数。 引用[1][2][3][4]都提供了不同的实现方法,其中引用[4]的实现较为简洁且使用了断言(assert)来保证安全性。 下面我将结合这些引用来给出一个实现示例,并解释其原理和注意事项。 关键点: 1. strcpy函数的作用:将源字符串(src)拷贝到目标字符串(dest),包括结尾的空字符'\0'。 2. 需要注意目标字符串的空间必须足够大,以防止缓冲区溢出。 3. 通常我们会使用指针操作来实现,也可以使用数组下标(如引用[1]所示)。 实现步骤: 1. 函数参数:目标字符串指针(char *dest)和源字符串指针(const char *src)。源字符串使用const修饰,防止在函数内被修改。 2. 返回值:通常返回目标字符串的起始地址(即dest),这样可以支持链式表达式(如printf(strcpy(dest, src)))。 3. 在拷贝前,应该检查源指针和目标指针是否为空(NULL),避免对空指针解引用。可以使用断言(assert)来检查(如引用[4]所示)。 4. 使用循环逐个拷贝字符,直到遇到源字符串的结束符'\0',然后将结束符也拷贝过去。 下面提供两种实现方式: 方式一:使用指针操作(更高效,更常用) 代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <assert.h> char* strcpy_custom(char* dest, const char* src) { // 使用断言确保指针非空 assert(dest != NULL && src != NULL); // 保存目标字符串的起始地址,用于返回 char* ret = dest; // 循环拷贝,直到遇到源字符串的结束符 while ((*dest++ = *src++) != '\0') ; return ret; } ``` 方式二:使用数组下标(更易理解) ```c #include <stdio.h> #include <assert.h> char* strcpy_custom(char* dest, const char* src) { assert(dest != NULL && src != NULL); int i = 0; // 循环拷贝,直到遇到源字符串的结束符 while (src[i] != '\0') { dest[i] = src[i]; i++; } // 添加结束符 dest[i] = '\0'; return dest; } ``` 测试代码: ```c int main() { const char* source = "Hello, World!"; char destination[20]; // 确保目标数组足够大 strcpy_custom(destination, source); printf("源字符串: %s\n", source); printf("目标字符串: %s\n", destination); return 0; } ``` 注意事项: 1. 目标数组必须足够大,以容纳源字符串(包括结尾的'\0')。否则会导致缓冲区溢出,这是非常危险的。 2. 源字符串必须以'\0'结尾,否则函数会继续拷贝直到遇到内存错误。 3. 避免源字符串和目标字符串有重叠。标准库的strcpy函数对重叠字符串的行为是未定义的。如果需要处理重叠,应该使用memmove函数。 引用[3][4]中也提到了类似注意事项,特别是目标数组的大小问题[^3][^4]。 通过上述代码,我们可以实现一个基本的字符串拷贝函数。但请注意,实际编程中通常使用标准库中的strcpy函数,因为它通常经过高度优化。自己实现主要是为了理解其原理。 §§相关问题§§ 1. 如何防止strcpy函数导致的缓冲区溢出? 2. strcpy和memcpy函数有什么区别? 3. 在C语言中,如何处理字符串重叠的拷贝? </think>### C语言实现strcpy函数的完整方法 `strcpy`是C语言核心库函数,用于字符串拷贝(包括终止符`'\0'`)。以下是实现要点和代码示例: #### 一、基础实现(下标法) ```c #include <stdio.h> // 基础实现(下标法) void strcpy_basic(char *dest, const char *src) { int i = 0; while (src[i] != '\0') { // 逐字符拷贝 dest[i] = src[i]; i++; } dest[i] = '\0'; // 添加终止符 } ``` - **优点**:逻辑清晰,适合初学者理解 - **缺点**:效率较低(每次循环需计算偏移量) #### 二、高效实现(指针法) ```c #include <stdio.h> #include <assert.h> // 包含断言库 // 高效实现(指针法) char* strcpy_custom(char *dest, const char *src) { assert(dest != NULL && src != NULL); // 安全检测[^4] char *ret = dest; // 保存起始地址 while ((*dest++ = *src++) != '\0'); // 逐字符拷贝 return ret; // 返回目标地址 } ``` - **优化点**: - 指针运算避免下标计算 - 组合赋值减少指令数 - 返回目标地址支持链式调用 #### 三、完整示例 ```c #include <stdio.h> #include <assert.h> char* strcpy_custom(char *dest, const char *src) { assert(dest && src); // 空指针检测 char *ret = dest; while ((*dest++ = *src++)); return ret; } int main() { const char *source = "Hello,Copy!"; // 源字符串 char destination[20]; // 目标缓冲区 printf("拷贝前: %s\n", strcpy_custom(destination, source)); printf("拷贝后: %s\n", destination); return 0; } ``` **输出**: ``` 拷贝前: Hello,Copy! 拷贝后: Hello,Copy! ``` #### 四、关键注意事项 1. **缓冲区溢出** 目标字符串空间必须 ≥ 源字符串长度+1(终止符) ```c char dest[5]; strcpy_custom(dest, "Overflow!"); // 危险!缓冲区溢出 ``` 2. **空指针防护** 使用`assert`防止空指针解引用[^4] 3. **常量保护** 源字符串用`const char*`防止意外修改[^2] 4. **内存重叠问题** ```c char str[10] = "ABCDE"; strcpy_custom(str+2, str); // 未定义行为! ``` 如需处理内存重叠,应使用`memmove`而非`strcpy`[^3] > 📌 **安全建议**:在实际项目中优先使用`strncpy`限定拷贝长度,避免缓冲区溢出攻击。
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