C：strncpy 比分配的字符多，然后打印...意外输出？答案

【问题标题】：C: strncpy more characters than allocated then printing... unexpected output?C：strncpy 比分配的字符多，然后打印...意外输出？
【发布时间】：2012-03-25 16:30:03
【问题描述】：

在教授给出的一些示例代码中：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
  char alpha[] = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
  printf( "%s\n", alpha );
  printf( "%c\n", alpha[8] );
  alpha[8] = 'Z';   /* segmentation fault if alpha is declared statically! */

  printf( "%d\n", sizeof( alpha ) );
  printf( "%d\n", strlen( alpha ) );

  char x[10];
  strncpy( x, alpha, 26 );
   /* strncpy() will NOT copy or append a '\0' */
  printf( "%s\n", x );

  return EXIT_SUCCESS;
}

当第一次编译和运行时，程序段错误是由于，从我在几分钟的谷歌搜索中看到，gcc 防止缓冲区溢出的保护机制（由printf( "%s\n", x ); 触发，其中 x 已填充 26 个字节α）。这一点我相信我明白。

但是，当使用 gcc -fno-stack-protector 禁用保护机制时，我看到的输出是：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
I
27
26
ABCDEFGHZJKLMNOPQRSTUVWXYZKLMNOPQRSTUVWXYZ

我认为由于 strncpy 不会终止字符串，所以当打印 X 时，它实际上可能会打印 alpha 的完整值 - 但实际上，它正在打印所有 alpha，然后还有更多alpha!

有人可以在这里提供一些见解吗？

【问题讨论】：

标签： c printf buffer-overflow strcpy

【解决方案1】：

使用此代码：

   char x[10];
   strncpy( x, alpha, 26 );

您正在将 26 个字节的数据复制到一个 10 字节的数组中，这意味着您将覆盖恰好与“x”相邻的任何内存的 16 个字节。在这种情况下，看起来与“x”相邻的是“alpha”，所以你破坏了初始数组的一部分

当您“printf”x 时，它会一直打印直到遇到空字节，因此它会打印出您复制的所有 26 个字节，以及内存中的其他内容（“alpha”的剩余内容），直到下一个空字节.

【讨论】：

【解决方案2】：

问题是关于内存布局的。
在这个程序中，“alpha”就在“x”之后。所以当你打电话时

strncpy( x, alpha, 26 );

正在修改 alpha 的数据。

【讨论】：

【解决方案3】：

 char x[10];   strncpy( x, alpha, 26 );    
/* strncpy() will NOT copy or append a '\0' */   
printf( "%s\n", x );

对于 strncpy，您将 26 作为 n 的值传递，因此它复制 26 个字符，但是当您使用 printf 打印时，printf 将尝试搜索 '\0' 作为字符串的终止字符。在这种情况下，不知何故，“KLMNOPQRSTUVWXYZ”之后恰好出现了“\0”。

因此，实际上，当您执行超出范围的数组时，您可能会得到任何类型的结果、崩溃、过长的字符串等。

【讨论】：

我希望KLMNOPQRSTUVWXYZ 会在ABCDEFGHZJKLMNOPQRSTUVWXYZ 之后直接打印出来是有确定性的原因的；我想如果空字符出现在 Z 之后，则不会显示 K-Z 的第二个输出。
您只复制了 26 个字符，因此不会复制 alpha 中“Z”之后可能出现的空字符。但是，越界数组仍然不能保证什么，因为x只分配了10个字节，x的第10个字节之后的内存不属于你，无论如何都可以操作

【解决方案4】：

你只是走运了。超出数组范围写入会导致未定义行为。

未定义的行为意味着任何行为都是可能的，它总是不需要导致分段错误，它只是意味着程序无效并且可能显示任何行为。

是的，您的程序有时甚至可以按预期工作，但按照标准，它仍然是格式错误的程序。

【讨论】：