C 固定宽度字符串和零终止字符串的差异

通用条款4.4.4 c89

我最近讨论了“固定宽度字符串”和“零终止字符串”

当我想到这个的时候。他们似乎是同一件事。以null结尾的字符串

i、 e

是无法更改的固定宽度字符串。并且还有一个终止null

在讨论中，我还被告知，strncpy永远不应该用于“以零结尾的字符串”

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非常感谢您的建议，

首先，我想您指的是固定长度的字符串，而不是固定长度的字符串

其次，上面的字符串是以null结尾的字符串。它不应该被更改，因为它是一个文本常量

AFAIK C没有任何真正的“固定长度字符串”。充其量，您可以定义一个大小为N的缓冲区，并在其中放置不超过N-1个字符，其中放置更多字符将是一个错误，而忘记空终止符可能是一个错误

至于strncpy，它所做的是复制指定数量的字符，并将其余字符置零。这意味着，如果目标不够长，您可能正在写入超过可用空间的内容，或者字符串没有空终止符，从而导致在尝试使用字符串时出错。

术语“固定宽度字符串”通常指的是完全不同的内容

带

N

的固定宽度字符串是由

N

个字符组成的字符串，其中所有

N

个字符都保证被初始化。如果要表示较短的字符串，则必须在字符串末尾填充零个字符。您必须根据需要添加尽可能多的零字符，以用完所有

N

字符。请注意，如果需要存储长度正好为

N

的字符串，则固定宽度的字符串末尾将没有零字符。即，在一般情况下，固定宽度字符串不是以零结尾的

这样做的目的是什么？这样做的目的是在存储最大可能长度的字符串时保存1个字符。如果您使用的是宽度为

N

的固定宽度字符串，则需要精确的

N

字符来表示长度为

N

的字符串。将其与普通以零结尾的字符串进行比较，后者需要

N+1

字符（零结尾符需要额外字符）

为什么它的结尾用零填充？它用零填充，以简化固定宽度字符串的词典比较。您只需比较所有

N

字符，直到找到差异。请注意，可以使用任何字符将固定宽度字符串填充到全长。只要确保你得到了正确的词典排序。不过，使用零字符填充是一个不错的选择

什么时候有用？很少。固定宽度字符串提供的节省在一般字符串处理中很少重要：这些节省太小，仅在字符串使用全宽度时发生。但在某些特定情况下，它们可能会有用

这一切从何而来？“固定宽度字符串”的一个典型示例是一些旧版本Unix文件系统中的14个字符宽的文件名字段。它由14个字符的数组表示，并使用固定宽度表示。当时，在全长（全部14个字符）文件名上保存1个字符非常重要

现在转到

strncpy

。函数

strncpy

专门用于初始化该文件系统中14个字符宽的文件名字段。函数

strncpy

专门用于生成有效的固定宽度字符串：它将以零结尾的字符串转换为固定宽度字符串。不幸的是，它被赋予了一个误导性的名称，这就是为什么今天许多人将它误认为是零终止字符串的“安全”复制函数的原因。后者是对strncpy的目的和功能的完全错误的理解

使用字符串文字来表示固定宽度的字符串（如您的示例中所示）不是一个好主意，因为字符串文字总是在末尾添加零字符，而固定宽度的字符串不一定这样做。这就是如何在C程序中初始化一组固定宽度的字符串

char fw_string1[7] = { 'T', 'h', 'i', 's', ' ', 'i', 's' };
char fw_string2[7] = { 's', 't', 'r', 'i', 'n', 'g' };
char fw_string3[7] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' };

所有数组都有相同数量的元素-7。请注意，第一个字符串不是以零结尾的，而其余字符串是以零填充的。将“普通”字符串转换为固定宽度的字符串如下所示

char fw_string4[7];

strncpy(fw_string4, "Hi!", 7);

在这种情况下，函数

strncpy

的使用正是其预期用途

还请记住，除了转换函数strncpy，标准库几乎不提供处理固定宽度字符串的方法。基本上，您必须将它们视为原始字符数组，并手动实现任何更高级别的操作。大多数基本操作将由

mem…

组的函数自然实现<例如，code>memcmp将实现比较

另外，实际上，考虑到caf的评论，在C语言中可以使用字符串文字来初始化固定宽度的字符串，因为C语言允许文字初始值设定项比数组长一个字符（即，在C语言中，如果终止零不适合数组，则可以）。因此，上述内容可以等效地重写为

char fw_string1[7] = "This is";
char fw_string2[7] = "string";
char fw_string3[7] = "Hello";

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请注意，在这种情况下，

fw_string1

仍然不是以零结尾。

我不太确定术语“固定宽度字符串”。取决于C函数字符串是否需要结尾\0。strlen和strcpy等函数需要处理\0终止的字符串，以便知道何时停止。像strncpy这样的函数不需要源字符串以\0结尾，因为一个参数告诉您要复制多少个字符

当您以声明名称的方式声明名称时，名称所指向的内容存储在只读内存中，不能进行修改，但可以进行修改

char fw_string1[7] = "This is";
char fw_string2[7] = "string";
char fw_string3[7] = "Hello";

char mycopy[32];
strcpy( mycopy, name );