安全地将 int 转换为 C 中的字符串答案

【问题标题】：Converting an int to a string in C, securely安全地将 int 转换为 C 中的字符串
【发布时间】：2014-09-05 17:40:18
【问题描述】：

根据top answer on SO，这是我在 C 中将整数转换为字符串时应该做的：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>
#include <math.h>

#define digits(x) ((int)((ceil(log10(abs(x)))+1)*sizeof(char)))

int main () {
    int a = 345908220;
    long b = 23094809284358;
    unsigned int c = 3456789234;
    uint8_t d = 242;
    int64_t e = -840958202029834;

    int dstr_len = digits(a) + digits(b) + digits(c) +
                   digits(d) + digits(e) + 5;

    char dstr[dstr_len];
    sprintf(dstr, "%d %ld %u %u %" PRIu64, a, b, c, d, e);

    printf("%s\n", dstr);

    return 0;
}

但是，这似乎效率低得离谱。我必须将我的程序链接到 libmath，并对我想要打印的每个整数进行三个数学调用。另请注意，通过计算格式字符串中的空格数，我必须将5 添加到我的缓冲区中，而不仅仅是1 用于NUL 终止符。这似乎也容易出错，并可能导致缓冲区溢出。

那么，有没有什么好的标准函数可以为我计算缓冲区的大小？

我正在尝试编写安全的 C。

【问题讨论】：

您始终可以自己编写。这并不难（并且可能非常有效），但需要考虑处理“边缘”情况，例如大型 64 位值。

标签： c string string-formatting unsigned

【解决方案1】：

如果您的编译器有snprintf() 可用，您可以请求格式化的缓冲区长度，然后进行相应的分配：

int dstr_len = snprintf(NULL, 0, "%d %ld %u %u %" PRIu64, a, b, c, d, e) + 1;

char dstr[dstr_len];
//
// NOTE: variable-length arrays are NOT supported in all compilers!
// A more portable solution is:
//
// char *dstr = malloc(sizeof(char) * dstr_len);

snprintf(dstr, dstr_len, "%d %ld %u %u %" PRIu64, a, b, c, d, e);

// free(dstr);

【讨论】：

优秀。我找到了asprintf，但它不是标准的，总是需要动态分配。这是标准的，并不严格要求动态分配。喜欢它。
是的，返回值是+1。
sizeof(char) 的定义是“1”，所以在 malloc 中不需要它，只需 char * dstr = malloc(dstr_len); 就足够了
@JohnHascall: sizeof(char) 确实是 1，但这并不能保证 char 是 1 8 位字节。考虑CHAR_BIT > 8 的系统，这意味着char 的大小超过8 位。 malloc() 处理 8 位八位字节，但 snprintf() 处理 char，因此使用 malloc((CHAR_BIT / 8) * dstr_len); 会更准确。大多数开发人员假设CHAR_BIT == 8，这在大多数系统上都是正确的，但不是所有系统。
@RemyLebeau，这完全不正确。 malloc 分配“字节”，其中一个字节需要很多才能保存一个字符。

【解决方案2】：

您可以为此使用 snprintf。从手册页：

函数 snprintf() 和 vsnprintf() 不会写入超过 size 字节（包括终止空字节 ('\0')）。如果由于此限制而截断了输出，则返回 value 是字符数（不包括终止的空字节）如果有足够的空间可用，则写入最终字符串。因此，大小的返回值或更多意味着输出被截断。

因此，您可以使用 0 作为大小调用它并捕获返回值，然后根据该值进行分配。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以使用asprintf，它会为您分配足够大的输出字符串。

不要忘记释放输出字符串，因为它是动态分配的。

asprintf 在 Mac OSX、Linux 和 BSD 上可用。如果您希望在其他平台上使用source code，可以从 Apple 获得。

例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <inttypes.h>

int main () {
    int a = 345908220;
    long b = 23094809284358;
    unsigned int c = 3456789234;
    uint8_t d = 242;
    int64_t e = -840958202029834;

    char *dstr;
    asprintf(&dstr, "%d %ld %u %u %" PRIu64, a, b, c, d, e);
    if (dstr == NULL) {perror(NULL), exit(1);}

    printf("%s\n", dstr);
    free(dstr);

    return 0;
}

【讨论】：

【解决方案4】：

大多数 C“运行时环境”最多为 64 位。您可以测试 int 最多为 64 位（使用 <stdint.h> 和 <limits.h>）然后在足够大的缓冲区（32 字节足够2⁶⁴（十进制）。

请参阅 limits.h 上的 Posix 规范，它定义了 WORD_BIT 所以

#if WORD_BIT > 64
#error cannot compile on this machine
#endif

char buf[32];
snprintf(buf, sizeof(buf), "%d", a);

顺便说一句，<stdint.h> 定义了several types。你可能想要intmax_t

【讨论】：