Алгоритм вычисления длины строки в си. Функции обработки строк в Cи

Строки в C++

Строка - последовательность (массив) символов. Если в выражении встречается одиночный символ, он должен быть заключен в одинарные кавычки . При использовании в выражениях строка заключается в двойные кавычки. Признаком конца строки является нулевой символ \0 . В C++ строки можно описать с помощью символов (массив элементов типа char ), в котором следует предусмотреть место для хранения признака конца строки.

Например, описание строки из 25 символов должно выглядеть так:

Можно описать и массив строк:

Определен массив из 3 строк по 25 байт в каждой.

Для работы с указателями можно использовать (char * ). Адрес первого символа будет начальным значением указателя.

Рассмотрим пример объявления и вывода строк.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

#include «stdafx.h»
#include
using namespace std;
int main()
{
setlocale(LC_ALL,«Rus» ) ;
//описываем 3 строки, s3- указатель
char s2[ 20 ] , * s3, s4[ 30 ] ;
cout << «s2=» ; cin >> s2; //ввод строки s2
cout << «s2=» << s2<< endl;
//запись в s3 адреса строки, где хранится s4. Теперь в переменных
//(указателях) s3 и s4 хранится значение одного и того же адреса
s3= s4;
cout << «s3=» ; cin >> s3; //ввод строки s3
//вывод на экран строк s3 и s4, хотя в результате присваивния s3=s4;
//теперь s3 и s4 — это одно и тоже
cout << «s3=» << s3<< endl;
cout << «s4=» << s4<< endl;
system («pause» ) ;
return 0 ;
}

Результат работы программы:

Но следует отметить, что если пользователь введет в одну переменную слова разделенные пробелом, то программа будет работать иначе:

Все дело в том, что функция cin вводит строки до встретившегося пробела. Более универсальной функцией является getline .

cin.getline(char *s, int n);

Предназначена для ввода с клавиатуры строки s с пробелами, в строке не должно быть более n символов. Следовательно, для корректного ввода строк, содержащих пробел, необходимо в нашей программе заменить cin>>s на cin.getline(s, 80) .

Операции над строками

Строку можно обрабатывать как массив символов, используя алгоритмы обработки массивов или с помощью специальных функций обработки строк, некоторые из которых приведены ниже. Для работы с этими строками необходимо подключить библиотеку cstring .

Для преобразования числа в строку можно воспользоваться функцией sprintf из библиотеки stdio.h .

Некоторые функции работы со строками:

Прототип функции	Описание функции
size_t strlen(const char *s)	вычисляет длину строки s в байтах.
char strcat(char dest, const char *scr)	присоединяет строку src в конец строки dest, полученная срока возвращается в качестве результата
char strcpy(char dest, const char *scr)	копирует строку scr в место памяти, на которое указывает dest
char strncat(char dest, const char dest, size_t maxlen)	присоединяет строку maxlen символов строки src в конец строки dest
char strncpy(char dest, const char *scr, size_t maxlen)	копирует maxlen символов строки src в место памяти, на которое указывает dest
int ctrcmp(const char s1, const char s2)	сравнивает две строки в лексикографическом порядке с учетом различия прописных и строчных букв, функция возвращает 0, если строки совпадают, возвращает - 1, если s1 располагается в упорядоченном по алфавиту порядке раньше, чем s2, и 1 - в противоположном случае.
int strncmp(const char s1, const char s2, size_t maxlen)	сравнивает maxlen символов двух строк в лексикографическом порядке, функция возвращает 0, если строки совпадают, возвращает - 1, если s1 располагается в упорядоченном по алфавиту порядке раньше, чем s2, и 1 - в противоположном случае.
double atof(const char *s)	преобразует строку в вещественное число, в случае неудачного преобразования возвращается число 0
long atol(const char *s)	преобразует строку в длинное целое число, в случае неудачного преобразования возвращается 0
char strchr(const char s, int c);	возвращает указатель на первое вхождение символа c в строку, на которую указывает s . Если символ c не найден, возвращается NULL
char strupr(char s)	преобразует символы строки, на которую указывает s, в символы верхнего регистра, после чего возвращает ее

Тип данных string

Кроме работы со строками, как с массивом символов, в C++ существует специальный тип данных string . Для ввода переменных этого типа можно использовать cin , или специальную функцию getline .

getline(cin, s);

Здесь s - имя вводимой переменной типа string .

При описании переменной этого типа можно сразу присвоить значение этой переменной.

string var(s);

Здесь var - имя переменной, s - строковая константа. В результате этого оператора создается переменная var типа string , и в нее записывается значение строковой константы s . Например,

string v(«Hello»);

Создается строка v , в которую записывается значение Hello .

Доступ к i-му элементу строки s типа string осуществляется стандартным образом s[i] . Над строками типа string определенны следующие операции:

присваивания, например s1=s2;
объединения строк (s1+=s2 или s1=s1+s2) - добавляет к строке s1 строку s2, результат храниться в строке s1, пример объединения строк:

сравнения строк на основе лексикографического порядка: s1=s2, s1!=s2, s1s2, s1<=s2, s1>=s2 - результатом будет логическое значение;

При обработке строк типа string можно использовать следующие функции:

s.substr(pos, length) - возвращает подстроку из строки s , начиная с номера pos длинной length символов;
s.empty() - возвращает значение true, если строка s пуста, false - в противном случае;
s.insert(pos, s1) - вставляет строку s1 в строку s , начиная с позиции pos ;
s.remove(pos, length) - удаляет из строки s подстроку length длинной pos символов;
s.find(s1, pos) - возвращает номер первого вхождения строки s1 в строку s , поиск начинается с номера pos , параметр pos может отсутствовать, в этом случае поиск идет с начала строки;
s.findfirst(s1, pos) - возвращает номер первого вхождения любого символа из строки s1 в строку s , поиск начинается с номера pos , который может отсутствовать.

Русский язык для строк

Думаю вы уже заметили, что при выводе русских букв, в консоли появляются «левые» символы. Для того чтобы избежать этого недоразумения, необходимо воспользоваться сторонней функцией CharToOemA . Подключаем библиотеку windows.h , она нужна для того, чтобы наша функция могла преобразовать строки в другую кодировку. Также, нам понадобиться дополнительный символьный массив. Исходный код программы будет выглядеть вот так:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

#include «stdafx.h»
#include
#include
using namespace std;
int main()
{ setlocale(LC_ALL,«Rus» ) ;
char s[ 255 ] = { » Меня надо преобразовать « } ;
char * pre= new char [ 255 ] ;
CharToOemA(s, pre) ; //преобразовываем
cout << s;
delete pre;
system («pause>>void» ) ;
return 0 ;
}

Способ только что описанный достаточно не удобен. Но существует более простой вариант решения «русской» проблемы. Как видите, в программе используется функция setlocale(), вместо этого удобнее вписать в главную функцию следующую конструкцию.

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Итак, строки в языке Си. Для них не предусмотрено отдельного типа данных, как это сделано во многих других языках программирования. В языке Си строка – это массив символов. Чтобы обозначить конец строки, используется символ "\0" , о котором мы говорили в прошлой части этого урока. На экране он никак не отображается, поэтому посмотреть на него не получится.

Создание и инициализация строки

Так как строка – это массив символов, то объявление и инициализация строки аналогичны подобным операциям с одномерными массивами.

Следующий код иллюстрирует различные способы инициализации строк.

Листинг 1.

Char str; char str1 = {"Y","o","n","g","C","o","d","e","r","\0"}; char str2 = "Hello!"; char str3 = "Hello!";

Рис.1 Объявление и инициализация строк

В первой строке мы просто объявляем массив из десяти символов. Это даже не совсем строка, т.к. в ней отсутствует нуль-символ \0 , пока это просто набор символов.

Вторая строка. Простейший способ инициализации в лоб. Объявляем каждый символ по отдельности. Тут главное не забыть добавить нуль-символ \0 .

Третья строка – аналог второй строки. Обратите внимание на картинку. Т.к. символов в строке справа меньше, чем элементов в массиве, остальные элементы заполнятся \0 .

Четвёртая строка. Как видите, тут не задан размер. Программа его вычислит автоматически и создаст массив символов нужный длины. При этом последним будет вставлен нуль-символ \0 .

Как вывести строку

Дополним код выше до полноценной программы, которая будет выводить созданные строки на экран.

Листинг 2.

#include int main(void) { char str; char str1 = {"Y","o","n","g","C","o","d","e","r","\0"}; char str2 = "Hello!"; char str3 = "Hello!"; for(int i = 0; i < 10; i = i + 1) printf("%c\t",str[i]); printf("\n"); puts(str1); printf("%s\n",str2); puts(str3); return 0; }

Рис.2 Различные способы вывода строки на экран

Как видите, есть несколько основных способов вывести строку на экран.

использовать функцию printf со спецификатором %s
использовать функцию puts
использовать функцию fputs , указав в качестве второго параметра стандартный поток для вывода stdout .

Единственный нюанс у функций puts и fputs . Обратите внимание, что функция puts переносит вывод на следующую строку, а функция fputs не переносит.

Как видите, с выводом всё достаточно просто.

Ввод строк

С вводом строк всё немного сложнее, чем с выводом. Простейшим способом будет являться следующее:

Листинг 3.

#include int main(void) { char str; gets(str); puts(str); return 0; }

Функция gets приостанавливает работу программы, читает строку символов, введенных с клавиатуры, и помещает в символьный массив, имя которого передаётся функции в качестве параметра.
Завершением работы функции gets будет являться символ, соответствующий клавише ввод и записываемый в строку как нулевой символ.
Заметили опасность? Если нет, то о ней вас любезно предупредит компилятор. Дело в том, что функция gets завершает работу только тогда, когда пользователь нажимает клавишу ввод. Это чревато тем, что мы можем выйти за рамки массива, в нашем случае - если введено более 20 символов.
К слову, ранее ошибки переполнения буфера считались самым распространенным типом уязвимости. Они встречаются и сейчас, но использовать их для взлома программ стало гораздо сложнее.

Итак, что мы имеем. У нас есть задача: записать строку в массив ограниченного размера. То есть, мы должны как-то контролировать количество символов, вводимых пользователем. И тут нам на помощь приходит функция fgets :

Листинг 4.

#include int main(void) { char str; fgets(str, 10, stdin); puts(str); return 0; }

Функция fgets принимает на вход три аргумента: переменную для записи строки, размер записываемой строки и имя потока, откуда взять данные для записи в строку, в данном случае - stdin . Как вы уже знаете из 3 урока, stdin – это стандартный поток ввода данных, обычно связанный с клавиатурой. Совсем необязательно данные должны поступать именно из потока stdin , в дальнейшем эту функцию мы также будем использовать для чтения данных из файлов.

Если в ходе выполнения этой программы мы введем строку длиннее, чем 10 символов, в массив все равно будут записаны только 9 символов с начала и символ переноса строки, fgets «обрежет» строку под необходимую длину.

Обратите внимание, функция fgets считывает не 10 символов, а 9 ! Как мы помним, в строках последний символ зарезервирован для нуль-символа.

Давайте это проверим. Запустим программу из последнего листинга. И введём строку 1234567890 . На экран выведется строка 123456789 .

Рис.3 Пример работы функции fgets

Возникает вопрос. А куда делся десятый символ? А я отвечу. Он никуда не делся, он остался в потоке ввода. Выполните следующую программу.

Листинг 5.

#include int main(void) { char str; fgets(str, 10, stdin); puts(str); int h = 99; printf("do %d\n", h); scanf("%d",&h); printf("posle %d\n", h); return 0; }

Вот результат её работы.

Рис.4 Непустой буфер stdin

Поясню произошедшее. Мы вызвали функцию fgets . Она открыла поток ввода и дождалась пока мы введём данные. Мы ввели с клавиатуры 1234567890\n (\n я обозначаю нажатие клавиша Enter ). Это отправилось в поток ввода stdin . Функция fgets , как и полагается, взяла из потока ввода первые 9 символов 123456789 , добавила к ним нуль-символ \0 и записала это в строку str . В потоке ввода осталось ещё 0\n .

Далее мы объявляем переменную h . Выводим её значение на экран. После чего вызываем функцию scanf . Тут-то ожидается, что мы можем что-то ввести, но т.к. в потоке ввода висит 0\n , то функция scanf воспринимает это как наш ввод, и записывается 0 в переменную h . Далее мы выводим её на экран.

Это, конечно, не совсем такое поведение, которое мы ожидаем. Чтобы справиться с этой проблемой, необходимо очистить буфер ввода после того, как мы считали из него строку, введённую пользователем. Для этого используется специальная функция fflush . У неё всего один параметр – поток, который нужно очистить.

Исправим последний пример так, чтобы его работа была предсказуемой.

Листинг 6.

#include int main(void) { char str; fgets(str, 10, stdin); fflush(stdin); // очищаем поток ввода puts(str); int h = 99; printf("do %d\n", h); scanf("%d",&h); printf("posle %d\n", h); return 0; }

Теперь программа будет работать так, как надо.

Рис.4 Сброс буфера stdin функцией fflush

Подводя итог, можно отметить два факта. Первый. На данный момент использование функции gets является небезопасным, поэтому рекомендуется везде использовать функцию fgets .

Второй. Не забывайте очищать буфер ввода, если используете функцию fgets .

На этом разговор о вводе строк закончен. Идём дальше.

В этом уроке мы с вами будем обсуждать строки в стиле Си, возможно, вы уже видели эти строки у нас на сайте или в любом другом учебнике. На самом деле, си-строки — это всего лишь массивы символов но, со своей спецификой, таким образом, мы всегда знаем, где конец строки. В этой статье мы рассмотрим несколько функций для работы со строками, например, вы — копирование, конкатенация, получить длину строки.

Что такое строки?

Отметим, что наряду со строками в стиле С, которые, по сути, являются простыми массивами, есть также строковые литералы, такие как этот "literal" . В действительности, что строки, что литералы — это просто наборы символов, расположенных рядом в памяти компьютера. Но между массивами и литералами все таки есть разница, литералы нельзя изменять и строки — можно.

Любая функция, которая принимает строку в стиле С, также может принимать в качестве параметра — литерал. В си также есть некоторые сущности, которые могут выглядеть как строки, хотя, на самом деле, они таковыми не являются. Я сейчас говорю о символах, они заключены в одинарные кавычки, вот пример — "а" , как видите, это не строка. Символ можно, в определенном месте, присвоить строке, но символы не могут быть обработаны в виде строки. Если вы помните, массивы работают как указатели, поэтому, если вы передаете один символ в строку, это будет считаться ошибкой.

Из всего выше сказанного вы должны были понять, что строки — это массивы символов, а строковые литералы — слова, окруженные двойными кавычками. Вот еще один пример литерала:

"Это статическая строка"

Вы еще не забыли про специфику строк, которая упоминалась немного выше? Так вот, Си-строки всегда должны завершаться нулевым символом, буквально — "\0" . Поэтому, чтобы объявить строку, состоящую из 49 букв, необходимо зарезервировать дополнительную ячейку под нулевой символ:

Char myString;

Как видно из примера, длинна массива — 50 символов, 49 из которых займет строка и один, последний займет нулевой символ. Важно помнить, что в конце си-строк всегда должен быть нуль-символ, точно так же как и в конце каждого предложения есть точка. Хотя нуль символ не отображается при выводе строки, он все-равно занимает место в памяти. Поэтому, технически, в массиве из пятидесяти элементов вы смогли бы сохранить только 49 букв, потому что, последний символ нужен для завершения строки. Кроме того, указатели также могут быть использованы в качестве строки. Если вы читали статью про , вы можете сделать нечто подобное:

Char *myString; // указатель типа char myString = malloc(sizeof(*myString) * 64); // выделение памяти

В этом примере мы выделили 64 ячейки в памяти для массива myString . Для высвобождения памяти воспользуйтесь функцией free() .

Free(myString);

Использование строк

Строки полезно использовать тогда, когда вам необходимо выполнять различные операции с текстовой информацией. Например, если вы хотите, чтобы пользователь вводил имя в программу, вы должны использовать строку. Использование функции scanf() для ввода строки — работает, но это может привести к переполнению буфера. Ведь входная строка может оказаться больше, чем размер строки-буфера. Есть несколько способов для решения этой проблемы, но самый простой способ — это использовать , которая объявлена в заголовочном файле .

Когда считывает входные данные от пользователя, она будет читать все символы, кроме последнего. После этого в конец считанной строки, поместит нулевой терминатор. Функция fgets() будет cчитывать символы до тех пор, пока пользователь не нажмет Enter . Давайте посмотрим пример использования fgets() :

#include int main() { char myString; // длинная строка printf("Введите длинную строку: "); fgets(myString, 100, stdin); // считываем из потока ввода строку printf("Вы ввели следующую строку: %s", myString); getchar(); }

Первым параметром для fgets() является строка, второй параметр — размер строки и третий параметр — это указатель на входной поток данных.

Результат работы программы:

<ВВОД>...

Как видите, из вывода программы, во входную строку попал символ новой строки — "\n" . Так случилось из-за того, что fgets() считала в строку myString нажатие кнопки Enter и завершила работу. Это означает, что вам может понадобиться вручную удалить символ новой строки. Один из способов сделать это, посимвольный перебор. Давайте доработаем программу и удалим символ новой строки:

#include int main() { char myString; // длинная строка printf("Введите длинную строку: "); fgets(myString, 100, stdin); // читываем из потока ввода строку int i; for (i = 0; i < 100; i++) { if (myString[i] == "\n") { myString[i] = "\0"; break; } } printf("Вы ввели следующую строку: %s", myString); getchar(); }

Обратите внимание, что если входная строка содержит меньше 100 символов, то в строку попадет и символ новой строки. Поэтому мы можем удалить этот символ, используя простой перебор. В программу мы добавили цикл, в котором перебираем символы строки, строки 12-19 . И когда нам встречается символ новой строки, мы его заменяем нулевым символом, строка 16 . Результат работы программы:

Введите длинную строку: Судьба оставляет свой отпечаток Вы ввели следующую строку: Судьба оставляет свой отпечаток Для закрытия данного окна нажмите <ВВОД>...

На этом пока все. В следующей статье я расскажу вам о специальных функциях для работы со строками.

P.S.: Все мы любим смотреть разные видео-записи, но иногда бывает так, что не всегда получается воспроизвести некоторые форматы видео-файлов. Так вот, решить эту проблему можно с помощью программы — xilisoft converter ultimate . Вы без труда сможете быстро переконвертировать видео из одного формата в другой. Кроме того, эта программа умеет конвертировать еще и аудио-файлы, и анимированные изображения.

Объявление строк

Строка в языке Си представляет собой одномерный массив символов, последним элементом которой является символ конца строки – нуль (строка, завершающаяся нулем, то есть NULL terminated string).

Объявление переменной типа строка в языке Си возможно тремя способами, два из которых инициализируют строку во время объявления.

Первый способ:

Объявления массива символов (не забудьте добавить место для завершающего нуля):

Char s;

Второй способ:

Присвоить строковой переменной начальное значение (при этом длину строки компилятор может вычислить сам):

Char s = "Пример инициализации строки";

Справа от знака присваивания записана строковая константа. В конце строки автоматически добавляется ноль (‘\0’). Константы символьных строк помещаются в класс статической памяти.

Третий способ:

Неявное указание, что используется массив. В левой части от знака присваивания указывается указатель на символ:

Char *s="Второй вариант инициализации";

Переменная s будет указателем на то место в оперативной памяти, где располагается строковая константа. В такой форме записи кроется потенциальная ошибка, заключающаяся в том, что указатель на символ часто называют строкой. Представленная ниже запись – это только указатель на символ, так как для размещения строки место не предусмотрено:

Char *s;

Ввод строки со стандартного устройства ввода (клавиатуры)

Для работы со строками есть набор функций. Для ввода со стандартного устройства ввода (клавиатуры) чаще всего используются библиотечные функциями из модуля стандартного ввода-вывода: scanf и gets .

Для ввода строки с помощью функции scanf , использует формат «%s » , причем обратите внимание на то, что перед идентификатором строки не используется знак адреса «& » , так как одномерный массив уже представлен указателем на его начало:

Scanf("%s", s);

Функция gets() считывает символы до тех пор, пока не достигнет символа перехода на новую строку. Функция принимает все символы вплоть до символа перевода строки, но не включает его. К концу строки добавляется завершающий ноль (‘\0’). Функция gets() помещает считанную с клавиатуры последовательность символов в параметр типа строка и возвращает указатель на эту строку (если операция завершилась успешно), или NULL (в случае ошибки). В приведенном ниже примере при успешном завершении операции, на экран будет выведено две одинаковые строки:

#include int main() { char s; char *p; p=gets(s); printf(" \n Введена строка %s. ",s); if (p) printf(" \n Введена строка %s. ",p); return 0; }

Попутно заметим, что функция gets часто используется для ввода лю-бых данных с клавиатуры в виде строки с целью дальнейшего преобразования функцией sscanf к нужному формату или для предварительного анализа вводимых данных, например:

#include #include #include int main() { char s; int x, err; do { printf(" \n Введите целое число -> "); gets(s); err=sscanf(s, "%d",&x); if (err!=1) printf(" \n Ошибка ввода. "); } while (err!=1); printf("\n Введено целое число -> %d", x); return 0; }

Вывод строк на стандартное устройство вывода (экран монитора)

Для вывода строк на стандартное устройство вывода (экран монитора) можно использовать две функции printf и puts . В функции printf в качестве формата передается «%s». Удобство использования этой функции заключается в том, что помимо строки можно сразу выводит данные других типов. Особенность функции puts заключается в том, что после вывода строки автоматически происходит переход на следующую строку.

Функции для работы со строками

Для преобразования строк в языке Си предусмотрена библиотека string. Каждая из функций имеет свой формат записи (прототип).

Наиболее используемые функции рассмотрены в этой статье. — читать

Пример программ(листинг) работающей со строками

Хабра, привет!

Не так давно у со мной произошел довольно-таки интересный инцидент, в котором был замешан один из преподавателей одного колледжа информатики.

Разговор о программировании под Linux медленно перешел к тому, что этот человек стал утверждать, что сложность системного программирования на самом деле сильно преувеличена. Что язык Си прост как спичка, собственно как и ядро Linux (с его слов).

У меня был с собой ноутбук с Linux, на котором присутствовал джентльменский набор утилит для разработки на языке Си (gcc, vim, make, valgrind, gdb). Я уже не помню, какую цель мы тогда перед собой поставили, но через пару минут мой оппонент оказался за этим ноутбуком, полностью готовый решать задачу.

И буквально на первых же строках он допустил серьезную ошибку при аллоцировании памяти под… строку.

Char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * strlen(buffer));
buffer - стековая переменная, в которую заносились данные с клавиатуры.

Я думаю, определенно найдутся люди, которые спросят: «Разве что-то тут может быть не так?».
Поверьте, может.

А что именно - читайте по катом.

Немного теории - своеобразный ЛикБез.

Если знаете - листайте до следующего хэдера.

Строка в C - это массив символов, который по-хорошему всегда должен заканчиваться "\0" - символом конца строки. Строки на стеке (статичные) объявляются вот так:

Char str[n] = { 0 };
n - размер массива символов, то же, что и длина строки.

Присваивание { 0 } - «зануление» строки (опционально, объявлять можно и без него). Результат такой же, как у выполнения функций memset(str, 0, sizeof(str)) и bzero(str, sizeof(str)). Используется, чтобы в неинициализированных переменных не валялся мусор.

Так же на стеке можно сразу проинициализировать строку:

Char buf = "default buffer text\n";
Помимо этого строку можно объявить указателем и выделить под нее память на куче (heap):

Char *str = malloc(size);
size - количество байт, которые мы выделяем под строку. Такие строки называются динамическими (вследствие того, что нужный размер вычисляется динамически + выделенный размер памяти можно в любой момент увеличить с помощью функции realloc()).

В случае со стековой переменной, для определения размера массива я использовал обозначение n, в случае с переменной на куче - я использовал обозначение size. И это прекрасно отражает истинную суть отличия объявления на стеке от объявление с аллоцированием памяти на куче, ведь n как правило используется тогда, когда говорят о количестве элементов. А size - это уже совсем другая история…

Нам поможет valgrind

В своей предыдущей статье я также упоминал о нем. Valgrind ( , два - небольшой how-to) - очень полезная программа, которая помогает программисту отслеживать утечки памяти и ошибки контекста - как раз те вещи, которые чаще всего всплывают при работе со строками.

Давайте рассмотрим небольшой листинг, в котором реализовано что-то похожее на упомянутую мной программу, и прогоним ее через valgrind:

#include #include #include #define HELLO_STRING "Hello, Habr!\n" void main() { char *str = malloc(sizeof(char) * strlen(HELLO_STRING)); strcpy(str, HELLO_STRING); printf("->\t%s", str); free(str); }
И, собственно, результат работы программы:

$ gcc main.c $ ./a.out -> Hello, Habr!
Пока ничего необычного. А теперь давайте запустим эту программу с valgrind!

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out ==3892== Memcheck, a memory error detector ==3892== Copyright (C) 2002-2015, and GNU GPL"d, by Julian Seward et al. ==3892== Using Valgrind-3.12.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==3892== Command: ./a.out ==3892== ==3892== Invalid write of size 2 ==3892== at 0x4005B4: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== Address 0x520004c is 12 bytes inside a block of size 13 alloc"d ==3892== at 0x4C2DB9D: malloc (vg_replace_malloc.c:299) ==3892== by 0x400597: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== ==3892== Invalid read of size 1 ==3892== at 0x4C30BC4: strlen (vg_replace_strmem.c:454) ==3892== by 0x4E89AD0: vfprintf (in /usr/lib64/libc-2.24.so) ==3892== by 0x4E90718: printf (in /usr/lib64/libc-2.24.so) ==3892== by 0x4005CF: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== Address 0x520004d is 0 bytes after a block of size 13 alloc"d ==3892== at 0x4C2DB9D: malloc (vg_replace_malloc.c:299) ==3892== by 0x400597: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== -> Hello, Habr! ==3892== ==3892== HEAP SUMMARY: ==3892== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3892== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,037 bytes allocated ==3892== ==3892== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==3892== ==3892== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
==3892== All heap blocks were freed - no leaks are possible - утечек нет, и это радует. Но стоит опустить глаза чуть пониже (хотя, хочу заметить, это лишь итог, основная информация немного в другом месте):

==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
3 ошибки. В 2х контекстах. В такой простой программе. Как!?

Да очень просто. Весь «прикол» в том, что функция strlen не учитывает символ конца строки - "\0". Даже если его явно указать во входящей строке (#define HELLO_STRING «Hello, Habr!\n\0»), он будет проигнорирован.

Чуть выше результата исполнения программы, строки -> Hello, Habr! есть подробный отчет, что и где не понравилось нашему драгоценному valgrind. Предлагаю самостоятельно посмотреть эти строчки и сделать выводы.

Собственно, правильная версия программы будет выглядеть так:

#include #include #include #define HELLO_STRING "Hello, Habr!\n" void main() { char *str = malloc(sizeof(char) * (strlen(HELLO_STRING) + 1)); strcpy(str, HELLO_STRING); printf("->\t%s", str); free(str); }
Пропускаем через valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==3435== ==3435== HEAP SUMMARY: ==3435== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3435== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,038 bytes allocated ==3435== ==3435== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==3435== ==3435== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==3435== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Отлично. Ошибок нет, +1 байт выделяемой памяти помог решить проблему.

Что интересно, в большинстве случаев и первая и вторая программа будут работать одинаково, но если память, выделенная под строку, в которую не влез символ окончания, не была занулена, то функция printf(), при выводе такой строки, выведет и весь мусор после этой строки - будет выведено все, пока на пути printf() не встанет символ окончания строки.

Однако, знаете, (strlen(str) + 1) - такое себе решение. Перед нами встают 2 проблемы:

А если нам надо выделить память под формируемую с помощью, например, s(n)printf(..) строку? Аргументы мы не поддерживаем.
Внешний вид. Строка с объявлением переменной выглядит просто ужасно. Некоторые ребята к malloc еще и (char *) умудряются прикручивать, будто под плюсами пишут. В программе где регулярно требуется обрабатывать строки есть смысл найти более изящное решение.

Давайте придумаем такое решение, которое удовлетворит и нас, и valgrind.

snprintf()

int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...); - функция - расширение sprintf, которая форматирует строку и записывает ее по указателю, переданному в качестве первого аргумента. От sprintf() она отличается тем, что в str не будет записано байт больше, чем указано в size.

Функция имеет одну интересную особенность - она в любом случае возвращает размер формируемой строки (без учета символа конца строки). Если строка пустая, то возвращается 0.

Одна из описанных мною проблем использования strlen связана с функциями sprintf() и snprintf(). Предположим, что нам надо что-то записать в строку str. Конечная строка содержит значения других переменных. Наша запись должна быть примерно такой:

Char * str = /* тут аллоцируем память */; sprintf(str, "Hello, %s\n", "Habr!");
Встает вопрос: как определить, сколько памяти надо выделить под строку str?

Char * str = malloc(sizeof(char) * (strlen(str, "Hello, %s\n", "Habr!") + 1)); - не прокатит. Прототип функции strlen() выглядит так:

#include size_t strlen(const char *s);
const char *s не подразумевает, что передаваемая в s строка может быть строкой формата с переменным количеством аргументов.

Тут нам поможет то полезное свойство функции snprintf(), о котором я говорил выше. Давайте посмотрим на код следующей программы:

#include #include #include void main() { /* Т.к. snprintf() не учитывает символ конца строки, прибавляем его размер к результату */ size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, "Hello, %s!\n", "Habr") + sizeof("\0"); char *str = malloc(needed_mem); snprintf(str, needed_mem, "Hello, %s!\n", "Habr"); printf("->\t%s", str); free(str); }
Запускаем программу в valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==4132== ==4132== HEAP SUMMARY: ==4132== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==4132== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,041 bytes allocated ==4132== ==4132== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==4132== ==4132== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==4132== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0) $
Отлично. Поддержка аргументов у нас есть. Благодаря тому, что мы в качестве второго аргумента в функцию snprintf() передаем ноль, запись по нулевому указателю никогда не приведет к Seagfault. Однако, несмотря на это функция все равно вернет необходимый под строку размер.

Но с другой стороны, нам пришлось завести дополнительную переменную, да и конструкция

Size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, "Hello, %s!\n", "Habr") + sizeof("\0");
выглядит еще хуже, чем в случае с strlen().

Вообще, + sizeof("\0") можно убрать, если в конце строки формата явно указать "\0" (size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, «Hello, %s!\n\0 », «Habr»);), но это возможно отнюдь не всегда (в зависимости от механизма обработки строк мы можем выделить лишний байт).

Надо что-то сделать. Я немного подумал и решил, что сейчас настал час воззвать к мудрости древних. Опишем макрофункцию, которая будет вызывать snprintf() с нулевым указателем в качестве первого аргумента, и нулем, в качестве второго. Да и про конец строки не забудем!

#define strsize(args...) snprintf(NULL, 0, args) + sizeof("\0")
Да, возможно, для кого-то будет новостью, но макросы в си поддерживают переменное количество аргументов, и троеточие говорит препроцессору о том, что указанному аргументу макрофункции (в нашем случае это args) соответствует несколько реальных аргументов.

Проверим наше решение на практике:

#include #include #include #define strsize(args...) snprintf(NULL, 0, args) + sizeof("\0") void main() { char *str = malloc(strsize("Hello, %s\n", "Habr!")); sprintf(str, "Hello, %s\n", "Habr!"); printf("->\t%s", str); free(str); }
Запускаем с valgrund:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==6432== ==6432== HEAP SUMMARY: ==6432== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==6432== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,041 bytes allocated ==6432== ==6432== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==6432== ==6432== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==6432== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Да, ошибок нет. Все корректно. И valgrind доволен, и программист наконец может пойти поспать.

Но, напоследок, скажу еще кое-что. В случае, если нам надо выделить память под какую-либо строку (даже с аргументами) есть уже полностью рабочее готовое решение .

Речь идет о функции asprintf:

#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include int asprintf(char **strp, const char *fmt, ...);
В качестве первого аргумента она принимает указатель на строку (**strp) и аллоцирует память по разыменованному указателю.

Наша программа, написанная с использованием asprintf() будет выглядеть так:

#include #include #include void main() { char *str; asprintf(&str, "Hello, %s!\n", "Habr"); printf("->\t%s", str); free(str); }
И, собственно, в valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==6674== ==6674== HEAP SUMMARY: ==6674== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==6674== total heap usage: 3 allocs, 3 frees, 1,138 bytes allocated ==6674== ==6674== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==6674== ==6674== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==6674== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Все отлично, но, как видите, памяти всего было выделено больше, да и alloc"ов теперь три, а не два. На слабых встраиваемых системах использование это функции нежелательно.
К тому же, если мы напишем в консоли man asprintf, то увидим:

CONFORMING TO These functions are GNU extensions, not in C or POSIX. They are also available under *BSD. The FreeBSD implementation sets strp to NULL on error.

Отсюда ясно, что данная функция доступна только в исходниках GNU.

Заключение

В заключение я хочу сказать, что работа со строками в C - это очень сложная тема, которая имеет ряд нюансов. Например, для написания «безопасного» кода при динамическом выделении памяти рекомендуется все же использовать функцию calloc() вместо malloc() - calloc забивает выделяемую память нулями. Ну или после выделения памяти использовать функцию memset(). Иначе мусор, который изначально лежал на выделяемом участке памяти, может вызвать вопросы при дебаге, а иногда и при работе со строкой.

Больше половины моих знакомых си-программистов (большинство из них - начинающие), решивших по моей просьбе задачу с выделением памяти под строки, сделали это так, что в конечном итоге это привело к ошибкам контекста. В одном случае - даже к утечке памяти (ну, забыл человек сделать free(str), с кем не бывает). Собственно говоря, это и сподвигло меня на создание сего творения, которое вы только что прочитали.

Я надеюсь, кому-то эта статья будет полезной. К чему я это все городил - никакой язык не бывает прост. Везде есть свои тонкости. И чем больше тонкостей языка вы знаете, тем лучше ваш код.

Я верю, что после прочтения этой статьи ваш код станет чуточку лучше:)
Удачи, Хабр!