C中的字符串复制错误答案

【问题标题】：String copy error in CC中的字符串复制错误
【发布时间】：2019-01-25 15:53:06
【问题描述】：

我不明白为什么 str1 会在这里发生变化。请帮忙。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main (){
    char str1[]="stackoverflowwwwwww";//str1
    char str2[] = "stackoverflow";
    char str3[40];
    char str4[40];
    char str5[] = "asdfgh";
    strcpy(str2, str1);
    strcpy(str3, "successful");
    strcpy(str4, str5);
    printf("str1: %s\nstr2: %s\nstr3:%s\nstr4:%s\n", str1, str2, str3, str4);
    return 0;
}

输出是：

str1: www
str2: stackoverflowwwwwww
str3: successful
str4: asdfgh

为什么str1 在这里变了？

【问题讨论】：

您正在调用未定义的行为。 strcpy(str2, str1); 目标缓冲区有多大？你的问题的答案就是那个问题的答案。
@Cplusminus_is_coming 你能用它的规范引用来支持这个期望吗（例如en.cppreference.com/w/c/string/byte/strcpy）？或者您是否正在考虑使用适当参数的 strncpy？
能否提供您环境中地址差异str1-str2的值？要么使用调试器，要么打印指针值。
如果您真的很好奇为什么会发生这种情况在您的特定情况下，请使用您的调试器。就语言而言，没有已定义的原因。一旦调用未定义的行为，您就离开了该保留的安全性。
使用[40] 而不是[] .strcpy 足够安全

标签： c

【解决方案1】：

您的程序包含缓冲区溢出。 str2 是一个缓冲区，它的大小是 14 字节（“stackoverflow”的长度 + 终止 NULL 字符）。当您执行strcpy(str2, str1) 时，您将溢出该缓冲区，因为str1 超过14 字节。 strcpy 无法知道缓冲区的大小，因此（根据其定义）它会盲目地从一个缓冲区复制到另一个缓冲区。

堆栈上的缓冲区溢出

现在，为什么这会改变str1？好吧，因为当strcpy 复制的字符多于目标缓冲区的大小时，这些字符必须去某个地方。由于str2 和str1 都分配在堆栈上，因此它们彼此相邻放置。因此，当 strcpy 复制到 str2 并溢出其大小时，它将移动到内存中它旁边的任何内容 - 在您的情况下是 str1。

因此，strcpy 的最后一个字符正在复制 - str1 中的最后几个字符 - 被复制回 str1 的开头。

【讨论】：

【解决方案2】：

首先，目标str2 比字符串长度str1 短，因此这是一个未定义的行为。

但要了解为什么会发生这种情况，请考虑以下事项。

当我打印出字符串的内存地址时，在我的系统中对你的代码进行任何修改之前都是这样的。

printf("str1: %p (%d)  \nstr2: %p (%d)\n", str1, strlen (str1),  str2, strlen (str2));

str1: 0x7ffd394e85d0 (19)  
str2: 0x7ffd394e85c2 (13)
str1: wwwww
str2: stackoverflowwwwwww
str3:successful
str4:asdfgh

注意str1和str2的地址。 str2 首先开始（低地址）和0x7ffd394e85d0 - 0x7ffd394e85c2 = e，这是十进制的 13，字符串的确切长度。

因此初始布局是

Initial layout
0x7ffd394e85c2               0x7ffd394e85d0
str2                         str1
|                            | 
|                            |
V                            V
s t a c k o v e r f l o w \0 s t a c k o v e r f l o w w w w w w w \0

当字符串从str1 复制到str2 时，strcpy 将按如下方式对齐和复制字符串。这里str2缓冲区的结尾被违反了。

When being copied
0x7ffd394e85c2               0x7ffd394e85d0
str2                         str1
|                            | 
|                            |
V                            V
s t a c k o v e r f l o w \0 s t a c k o v e r f l o w w w w w w w \0
s t a c k o v e r f l o w w  w w w w w \0

复制后状态如下

After copy
0x7ffd394e85c2              0x7ffd394e85d0
str2                        str1
|                           | 
|                           |
V                           V
s t a c k o v e r f l o w w w w w w w \0 v e r f l o w w w w w w w \0

现在str1 指向以'w' 开头的缓冲区的开头，它有五个连续的'w' 直到它到达'\0'。因此，str1 指向的 C 字符串现在是“wwwww”，正如您在输出中看到的那样。

注意，这适用于我的系统，在该系统中我得到了五个连续的 'w'。在其他系统中，编译器可能会生成在str2 的结尾和str1 的开头之间有几个空白字节的代码，因此它们可以有不同数量的'w'。另外请注意，由于这是一个未定义的行为，并且两个字符串的存储布局未定义，因此输出可以是任何内容。

【讨论】：

【解决方案3】：

这个程序的结果是未知的，可能是各种各样的，因为： str3 和 str4 不用初始化，最好这样初始化：

char str3[40] = {0};
char str4[40] = {0};

因此，大小为 40 的边框将由程序员控制。

很明显，str2的空间如果执行'strcpy(str2, str1);'就会出问题

【讨论】：