深入理解strncpy这个函数

1.不考虑内存重叠的strncpy

网上很多博客也写了这个函数，面试也常常会遇到，但是，我发现网上的很多代码都是有问题的，我们先看下大部分网上博客的实现：

[plain] view plain copy

char *strncpy(char *dst, const char *src, size_t len)
{
assert(dst != NULL && src != NULL);
char *res = dst;
while (len--)
{
*dst++ = *src++;
}
return res;
}

看着好像没啥问题，但是，当src的长度小于len呢？这份代码没有处理这个问题。当src的长度小于len时，应该如何处理？《C和指针》p179给出的答案是：

“和strcpy一样，strncpy把源字符串的字符复制到目标数组。然而，它总是正好向dst写入len个字符。如果strlen(src)的值小于len，dst数组就用

额外的NUL字节填充到len长度，如果strlen(src)的值大于或等于len，那么只有len个字符被复制到dst中。”

注意！它的结果将不会以NUL字节结尾。（NUL即‘\0’）.

由此可见，我们还需要判断strlen(src)是否小于len，如果是，还需要在dst后面添加NUL，因此，正确的代码应该如下：

[plain] view plain copy

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t len)
{
assert(dest != NULL && src != NULL);
char *res = dest;
int offset = 0;
if (strlen(src) < len)//src长度小于len
{
offset = len - strlen(src);
len = strlen(src);
}
while (len--)
{
*dest++ = *src++;
}
while (offset--)
{
*dest++ = '\0';
}
return res;
}

使用这个函数，尤其需要注意，不要出现len>strlen(dst)的情况，如果len>strlen(dst)，那么会破坏dst后面的内存：

我们假设前面红色部分是dst，然后strncpy(dst,src,10);那么后面黄色部分的内存就被破坏了。strncpy是不负责检测len是否大于dst长度的。

总的来说，strncpy总是复制len个字符到dst指向的内存！！！

所以，还会出现下面的情况：

[plain] view plain copy

char message[] = "abcd";
strncpy(message, "abcde",5);
cout << message;

输出是abcde烫烫烫烫烫烫烫烫烫烫烫烫烫烫 (结果不唯一)

message的内存是有5个字节的，但是将abcde拷贝过去时，最后面的‘\0’被覆盖了，strncpy并不会负责添加‘\0’到dst结尾，因此，输出该字符串是，会在e字符后面一直找到‘\0’才结束，因此就会出现乱码。

2.考虑内存重叠的strncpy

面试中经常会遇到让你写一个能够处理内存重叠的strncpy，标准库中的strncpy是不考虑内存重叠的，如果出现内存重叠，结果将是未定义的。

网上的很多博客也有这个代码的实现，其实很多也是有问题的，没有考虑src长度小于len的问题：

[plain] view plain copy

char *strncpy(char *dst, const char *src, size_t len)
{
assert(dst != NULL && src != NULL);
char *res = dst;
if (dst >= src && dst <= src + len - 1)//重叠,从后向前复制
{
dst = dst + len - 1;
src = src + len - 1;
while (len--)
*dst-- = *src--;
}
else
{
while (len--)
*dst++ = *src++;
}
return res;
}

那么，如果要处理内存重叠，该怎么办？如果内存重叠和src的长度小于len这两种情况同时出现，又如何处理？

见图，假设红色部分为src，黄色为dst。如果出现内存重叠，我们很容易想到：从后往前拷贝。如果src的长度小于len，则在后面补NUL。

[plain] view plain copy

char *strncpy(char *dst, const char *src, size_t len)
{
assert(dst != NULL && src != NULL);
char *res = dst;
int offset = 0;
char *tmp;
if (strlen(src) < len)//src长度小于len
{
offset = len - strlen(src);
len = strlen(src);
}
if (dst >= src && dst <= src + len - 1)//重叠,从后向前复制
{
dst = dst + len - 1;
src = src + len - 1;
tmp = dst;
while (len--)
*dst-- = *src--;
}
else
{
while (len--)
*dst++ = *src++;
tmp = dst;
}
while (offset--)
{
*tmp++ = '\0';
}
return res;
}

那么，如果len的值大于dst的值，就会破坏dst后面的内存空间，这应该是要避免的。

最后，我们看一个有意思的东西：(此处strncpy是考虑内存重叠的版本)

message的长度增加了0.0 当然，它后面的内存被破坏了，这可能带来严重的后果。

最后，使用strncpy时，最好自动添加‘\0’在结尾：

[plain] view plain copy

char buffer[BSIZE];
.
.
strncpy(buffer,name,BSIZE);
buffer[BSIZE-1]='\0';