将 strncpy 转换为没有空终止符空间的字符串是否安全？

Question

考虑以下代码：

const char foo[] = "lorem ipsum"; // foo is an array of 12 characters
const auto length = strlen(foo); // length is 11
string bar(length, '\0'); // bar was constructed with string(11, '\0')

strncpy(data(bar), foo, length);
cout << data(bar) << endl;

我的理解是strings 总是分配有一个隐藏的空元素。如果是这种情况，那么bar 确实分配了 12 个字符，其中第 12^th 是隐藏的'\0'，这是非常安全的......如果我错了，那么@987654326 @ 将导致未定义的行为，因为没有空终止符。

谁能帮我确认一下？这合法吗？

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关于为什么使用strncpy 而不是仅仅使用string(const char*, const size_t) 构造函数，存在很多问题。我的意图是让我的玩具代码接近包含vsnprintf 的实际代码。不幸的是，即使在这里得到了很好的答案，我发现vsnprintf 的行为与strncpy 不同，我在这里提出了一个后续问题：Why is vsnprintf Not Writing the Same Number of Characters as strncpy Would?

Answer 1

这是安全的，只要将[0, size()) 字符复制到字符串中即可。每[basic.string]/3

在所有情况下，[data(), data() + size()] 都是有效范围，data() + size() 指向值为 charT()（“空终止符”）的对象，size() <= capacity() 是 true。

所以string bar(length, '\0') 为您提供了一个size() 为11 的字符串，末尾带有一个不可变的空终止符（实际大小总共有12 个字符）。只要您不覆盖该空终止符，或尝试将其写过去，就可以。

Answer 2

这里有两种不同的东西。

首先，strncpy 在这种情况下是否添加了额外的\0（11 个非\0 元素将被复制到大小为 11 的字符串中）。答案是否定的：

将src指向的字节串的最多count个字符（包括终止的空字符）复制到dest指向的字符数组中。

如果在复制整个字符串 src 之前达到 count，则生成的字符数组不是以 null 结尾的。

所以通话完全没问题。

然后data() 给你一个正确的\0-终止字符串：

c_str() 和 data() 执行相同的功能。 (C++11 起)

看来，对于 C++11，你是安全的。该字符串是否分配了额外的\0 似乎没有在文档中说明，但API很清楚你所做的一切都很好。

Answer 3

您分配了一个 11 个字符的 std::string。您不会尝试读取或写入超出此范围的任何内容，因此该部分将是安全的。

所以真正的问题是你是否弄乱了字符串的内部结构。既然你没有做过任何不允许的事情，那怎么可能呢？如果字符串需要在内部保留一个 12 字节的缓冲区并在末尾填充一个空值以履行其约定，那么无论您执行什么操作都是如此。

Answer 4

是的，根据char * strncpy(char* destination, const char* source, size_t num) 是安全的：

从字符串中复制字符

将源的前 num 个字符复制到目标。如果在复制 num 个字符之前找到源 C 字符串的结尾（由空字符表示），则用零填充目标，直到总共写入了 num 个字符。