Символ конца строки си. Ввод и вывод символьных строк в си

В современном стандарте C++ определен класс с функциями и свойствами (переменными) для организации работы со строками (в классическом языке C строк как таковых нет, есть лишь массивы символов char):

#include

#include

#include

Для работы со строками также нужно подключить стандартный namespace:

Using namespace std;

В противном случае придётся везде указывать описатель класса std::string вместо string .

Ниже приводится пример программы, работающей со string (в старых си-совместимых компиляторах не работает!):

#include #include #include using namespace std; int main () { string s = "Test"; s.insert (1,"!"); cout << s.c_str() << endl; string *s2 = new string("Hello"); s2->erase(s2->end()); cout << s2->c_str(); cin.get(); return 0; }

Основные возможности, которыми обладает класс string:

• инициализация массивом символов (строкой встроенного типа) или другим объектом типа string . Встроенный тип не обладает второй возможностью;
• копирование одной строки в другую. Для встроенного типа приходится использовать функцию strcpy() ;
• доступ к отдельным символам строки для чтения и записи. Во встроенном массиве для этого применяется операция взятия индекса или косвенная адресация с помощью указателя;
• сравнение двух строк на равенство. Для встроенного типа используются функции семейства strcmp() ;
• конкатенация (сцепление) двух строк, дающая результат либо как третью строку, либо вместо одной из исходных. Для встроенного типа применяется функция strcat() , однако чтобы получить результат в новой строке, необходимо последовательно задействовать функции strcpy() и strcat() , а также позаботиться о выделении памяти;
• встроенные средства определения длины строки (функции-члены класса size() и l ength()). Узнать длину строки встроенного типа можно только вычислением с помощью функции strlen() ;
• возможность узнать, пуста ли строка.

Рассмотрим эти базовые возможности более подробно.

Инициализация строк при описании и длина строки (не включая завершающий нуль-терминатор):

String st("Моя строка\n"); cout << "Длина " << st << ": " << st.size() << " символов, включая символ новой строки\n";

Строка может быть задана и пустой:

String st2;

Для проверки того, пуста ли строка , можно сравнить ее длину с 0:

If (! st.size()) // пустая

или применить метод empty() , возвращающий true для пустой строки и false для непустой:

If (st.empty()) // пустая

Третья форма создания строки инициализирует объект типа string другим объектом того же типа:

String st3(st);

Строка st3 инициализируется строкой st . Как мы можем убедиться, что эти строки совпадают ? Воспользуемся оператором сравнения (==):

If (st == st3) // инициализация сработала

Как скопировать одну строку в другую ? С помощью обычной операции присваивания:

St2 = st3; // копируем st3 в st2

Для сцепления строк используется операция сложения (+) или операция сложения с присваиванием (+=). Пусть даны две строки:

String s1("hello, "); string s2("world\n");

Мы можем получить третью строку, состоящую из конкатенации первых двух, таким образом:

String s3 = s1 + s2;

Если же мы хотим добавить s2 в конец s1 , мы должны написать:

S1 += s2;

Операция сложения может сцеплять объекты класса string не только между собой, но и со строками встроенного типа. Можно переписать пример, приведенный выше, так, чтобы специальные символы и знаки препинания представлялись встроенным типом char * , а значимые слова – объектами класса string:

Const char *pc = ", "; string s1("hello"); string s2("world"); string s3 = s1 + pc + s2 + "\n"; cout << endl << s3;

Подобные выражения работают потому, что компилятор "знает", как автоматически преобразовывать объекты встроенного типа в объекты класса string . Возможно и простое присваивание встроенной строки объекту string:

String s1; const char *pc = "a character array"; s1 = pc; // правильно

Обратное преобразование при этом не работает . Попытка выполнить следующую инициализацию строки встроенного типа вызовет ошибку компиляции:

Char *str = s1; // ошибка компиляции

Чтобы осуществить такое преобразование, необходимо явно вызвать функцию-член с названием c_str() ("строка Си"):

Const char *str = s1.c_str();

Функция c_str() возвращает указатель на символьный массив, содержащий строку объекта string в том виде, в каком она находилась бы во встроенном строковом типе. Ключевое слово const здесь предотвращает "опасную" в современных визуальных средах возможность непосредственной модификации содержимого объекта через указатель.

К отдельным символам объекта типа string , как и встроенного типа, можно обращаться с помощью операции взятия индекса. Вот, например, фрагмент кода, заменяющего все точки символами подчеркивания:

String str("www.disney.com"); int size = str.size(); for (int i = 0; i < size; i++) if (str[i] == ".") str[ i ] = "_"; cout << str;

Replace(str.begin(), str.end(), ".", "_");

Правда, здесь использован не метод replace класса string , а одноимённый алгоритм:

#include

Поскольку объект string ведет себя как контейнер, к нему могут применяться и другие алгоритмы. Это позволяет решать задачи, не решаемые напрямую функциями класса string .

Ниже приводится краткое описание основных операторов и функций класса string , ссылки в таблице ведут к русскоязычным описаниям в интернете. Более полный список возможностей класса string можно получить, например, в Википедии или на сайте cplusplus.com .

Строки в C++

Строка - последовательность (массив) символов. Если в выражении встречается одиночный символ, он должен быть заключен в одинарные кавычки . При использовании в выражениях строка заключается в двойные кавычки. Признаком конца строки является нулевой символ \0 . В C++ строки можно описать с помощью символов (массив элементов типа char ), в котором следует предусмотреть место для хранения признака конца строки.

Например, описание строки из 25 символов должно выглядеть так:

Можно описать и массив строк:

Определен массив из 3 строк по 25 байт в каждой.

Для работы с указателями можно использовать (char * ). Адрес первого символа будет начальным значением указателя.

Рассмотрим пример объявления и вывода строк.

Задание символов в строке
operator=	присваивает значения строке
assign	назначает символы строке
Доступ к отдельным символам
at	получение указанного символа с проверкой выхода индекса за границы
operator	получение указанного символа
front	получение первого символа
back	получение последнего символа
data	возвращает указатель на первый символ строки
c_str	возвращает немодифицируемый массив символов С , содержащий символы строки
Проверка на вместимость строки
empty	проверяет, является ли строка пустой
size length	возвращает количество символов в строке
max_size	возвращает максимальное количество символов
reserve	резервирует место под хранение
Операции над строкой
clear	очищает содержимое строки
insert	вставка символов
erase	удаление символов
push_back	добавление символа в конец строки
pop_back	удаляет последний символ
append
operator+=	добавляет символы в конец строки
compare	сравнивает две строки
replace	заменяет каждое вхождение указанного символа
substr	возвращает подстроку
copy	копирует символы
resize	изменяет количество хранимых символов
Неслучайно тему про строки я поместил в раздел "Массивы". Так как строка это, по сути, массив символов. Вот пример: char str = "Это просто строка"; Эту же строчку для большего понимания можно записать вот так: char str = {"Э","т","о"," ","п","р","о","с","т","о","","с","т","р","о","к","а"}; Т.е. все тот же массив, только состоящий уже из символов. Поэтому работать с ним можно, так же как и с целочисленными массивами. А теперь давайте попробуем работать со строками в c . На вводных уроках мы разбирали, что символы относятся к целочисленным типам, т.е. каждый символ имеет свое числовое значение. Вот пример и его решение: требуется перевести введенное слово в верхний регистр: #include #include Int main() { char str = "sergey"; str[i] -= 32; } for (int i=0; str[i] != "\0";i++){ printf ("%c", str[i]); } getch(); Return 0; } для получения кода числа просто воспользуйтесь в функции printf спецификатором %d. Да, и еще один важный момент: окончанием любой строки является нуль-терминатор, который обозначается специальным символом - "\0". Еще одним способом указания строки является объявление ее через char*. Вот пример: char *str = "provod"; Т.е. создается указатель на строку, который располагается где-то в памяти. А вот как можно вводить строки через, нам уже родной, опертаор scanf: char str; scanf("%s", str); Тут две тонкости: знак взятия адреса тут не нужен, так как имя массива, как мы уже знаем, и является адресом Длина вводимой строки не должна превышать 15 символов, так как последним обязательно должен быть нуль-терминатор. Причем компилятор сам заполнит этот символ после последнего введенного вашего символа. Так как язык Си является языком структурным, то существуют уже встроенные функции для работы со строками и с символами. Для обработки строк вам понадобится подключить файл: ctype.h. Файл содержит функции определения регистра, формата символов. В принципе, все, что вам может понадобится узнать о символе, можно выполнить с помощью функций файла ctype.h Иногда вам может понадобиться перевести строку в другой тип данных. Для перевода строк в другие типы существует библиотека stdlib. Вот ее функции: int atoi (char *str) long atol (char *str) double atof (char *str) Иногда эти функции очень помогают, например, когда вам надо извлечь из строки год или цифровое значение. Работа со строками в c (си) является очень важной темой, поэтому постарайтесь вникнуть в этот урок.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

#include «stdafx.h» #include using namespace std; int main() { setlocale(LC_ALL,«Rus» ) ; //описываем 3 строки, s3- указатель char s2[ 20 ] , * s3, s4[ 30 ] ; cout << «s2=» ; cin >> s2; //ввод строки s2 cout << «s2=» << s2<< endl; //запись в s3 адреса строки, где хранится s4. Теперь в переменных //(указателях) s3 и s4 хранится значение одного и того же адреса s3= s4; cout << «s3=» ; cin >> s3; //ввод строки s3 //вывод на экран строк s3 и s4, хотя в результате присваивния s3=s4; //теперь s3 и s4 — это одно и тоже cout << «s3=» << s3<< endl; cout << «s4=» << s4<< endl; system («pause» ) ; return 0 ; }

Результат работы программы:

Но следует отметить, что если пользователь введет в одну переменную слова разделенные пробелом, то программа будет работать иначе:

Все дело в том, что функция cin вводит строки до встретившегося пробела. Более универсальной функцией является getline .

cin.getline(char *s, int n);

Предназначена для ввода с клавиатуры строки s с пробелами, в строке не должно быть более n символов. Следовательно, для корректного ввода строк, содержащих пробел, необходимо в нашей программе заменить cin>>s на cin.getline(s, 80) .

Операции над строками

Строку можно обрабатывать как массив символов, используя алгоритмы обработки массивов или с помощью специальных функций обработки строк, некоторые из которых приведены ниже. Для работы с этими строками необходимо подключить библиотеку cstring .

Для преобразования числа в строку можно воспользоваться функцией sprintf из библиотеки stdio.h .

Некоторые функции работы со строками:

Прототип функции	Описание функции
size_t strlen(const char *s)	вычисляет длину строки s в байтах.
char *strcat(char *dest, const char *scr)	присоединяет строку src в конец строки dest, полученная срока возвращается в качестве результата
char *strcpy(char *dest, const char *scr)	копирует строку scr в место памяти, на которое указывает dest
char strncat(char *dest, const char *dest, size_t maxlen)	присоединяет строку maxlen символов строки src в конец строки dest
char *strncpy(char *dest, const char *scr, size_t maxlen)	копирует maxlen символов строки src в место памяти, на которое указывает dest
int ctrcmp(const char *s1, const char *s2)	сравнивает две строки в лексикографическом порядке с учетом различия прописных и строчных букв, функция возвращает 0, если строки совпадают, возвращает - 1, если s1 располагается в упорядоченном по алфавиту порядке раньше, чем s2, и 1 - в противоположном случае.
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t maxlen)	сравнивает maxlen символов двух строк в лексикографическом порядке, функция возвращает 0, если строки совпадают, возвращает - 1, если s1 располагается в упорядоченном по алфавиту порядке раньше, чем s2, и 1 - в противоположном случае.
double atof(const char *s)	преобразует строку в вещественное число, в случае неудачного преобразования возвращается число 0
long atol(const char *s)	преобразует строку в длинное целое число, в случае неудачного преобразования возвращается 0
char *strchr(const char *s, int c);	возвращает указатель на первое вхождение символа c в строку, на которую указывает s . Если символ c не найден, возвращается NULL
char *strupr(char *s)	преобразует символы строки, на которую указывает s, в символы верхнего регистра, после чего возвращает ее

Тип данных string

Кроме работы со строками, как с массивом символов, в C++ существует специальный тип данных string . Для ввода переменных этого типа можно использовать cin , или специальную функцию getline .

getline(cin, s);

Здесь s - имя вводимой переменной типа string .

При описании переменной этого типа можно сразу присвоить значение этой переменной.

string var(s);

Здесь var - имя переменной, s - строковая константа. В результате этого оператора создается переменная var типа string , и в нее записывается значение строковой константы s . Например,

string v(«Hello»);

Создается строка v , в которую записывается значение Hello .

Доступ к i-му элементу строки s типа string осуществляется стандартным образом s[i] . Над строками типа string определенны следующие операции:

• присваивания, например s1=s2;
• объединения строк (s1+=s2 или s1=s1+s2) - добавляет к строке s1 строку s2, результат храниться в строке s1, пример объединения строк:

• сравнения строк на основе лексикографического порядка: s1=s2, s1!=s2, s1s2, s1<=s2, s1>=s2 - результатом будет логическое значение;

При обработке строк типа string можно использовать следующие функции:

• s.substr(pos, length) - возвращает подстроку из строки s , начиная с номера pos длинной length символов;
• s.empty() - возвращает значение true, если строка s пуста, false - в противном случае;
• s.insert(pos, s1) - вставляет строку s1 в строку s , начиная с позиции pos ;
• s.remove(pos, length) - удаляет из строки s подстроку length длинной pos символов;
• s.find(s1, pos) - возвращает номер первого вхождения строки s1 в строку s , поиск начинается с номера pos , параметр pos может отсутствовать, в этом случае поиск идет с начала строки;
• s.findfirst(s1, pos) - возвращает номер первого вхождения любого символа из строки s1 в строку s , поиск начинается с номера pos , который может отсутствовать.

Русский язык для строк

Думаю вы уже заметили, что при выводе русских букв, в консоли появляются «левые» символы. Для того чтобы избежать этого недоразумения, необходимо воспользоваться сторонней функцией CharToOemA . Подключаем библиотеку windows.h , она нужна для того, чтобы наша функция могла преобразовать строки в другую кодировку. Также, нам понадобиться дополнительный символьный массив. Исходный код программы будет выглядеть вот так:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

#include «stdafx.h» #include #include using namespace std; int main() { setlocale(LC_ALL,«Rus» ) ; char s[ 255 ] = { » Меня надо преобразовать « } ; char * pre= new char [ 255 ] ; CharToOemA(s, pre) ; //преобразовываем cout << s; delete pre; system («pause>>void» ) ; return 0 ; }

Способ только что описанный достаточно не удобен. Но существует более простой вариант решения «русской» проблемы. Как видите, в программе используется функция setlocale(), вместо этого удобнее вписать в главную функцию следующую конструкцию.

Библиотека функций языков С и C++ включает богатый набор функций обработки строк и символов. Строковые функции работают с символьными массивами, завершающимися нулевыми символами. В языке С для использования строковых функций необходимо включить в начало модуля программы заголовочный файл , а для символьных - заголовочный файл . В языке C++ для работы со строковыми и символьными функциями используются заголовки и соответственно. В этой главе для простоты изложения используются имена С-заголовков.

Поскольку в языках С и C++ при выполнении операций с массивами не предусмотрен автоматический контроль нарушения их границ, вся ответственность за переполнение массивов ложится на плечи программиста. Пренебрежение этими тонкостями может привести программу к аварийному отказу.

В языках С и C++ печатаемыми являются символы, отображаемые на терминале. В ASCII-средах они расположены между пробелом(0x20) и тильдой(OxFE). Управляющие символы имеют значения, лежащие в диапазоне между нулем и Ox1F; к ним также относится символ DEL(Ox7F).

Исторически сложилось так, что аргументами символьных функций являются целые значения, из которых используется только младший байт. Символьные функции автоматически преобразуют свои аргументы в тип unsigned char. Безусловно, вы вольны вызывать эти функции с символьными аргументами, поскольку символы автоматически возводятся в ранг целых в момент вызова функции.

В заголовке определен тип size_t, который является результатом применения оператора sizeof и представляет собой разновидность целого без знака.

В версии С99 к некоторым параметрам нескольких функций, первоначально определенных в версии С89, добавлен квалификатор restrict. При рассмотрении каждой такой функции будет приведен ее прототип, используемый в среде С89(а также в среде C++), а параметры с атрибутом restrict будут отмечены в описании этой функции.

Список функций

Проверка на принадлежность

isalnum - Проверка на принадлежность символа к алфавитно-цифровым
isalpha - Проверка на принадлежность символа к буквам
isblank - Проверка пустого символа
iscntrl - Проверка на принадлежность символа к управляющим
isdigit - Проверка на принадлежность символа к цифровым
isgraph - Проверка на принадлежность символа к печатным но не к пробелу
islower - Проверка на принадлежность символа к строчным
isprint - Проверка на принадлежность символа к печатным
ispunct - Проверка на принадлежность символа к знакам пунктуации
isspace - Проверка на принадлежность символа к пробельным
isupper - Проверка на принадлежность символа к прописным
isxdigit - Проверка на принадлежность символа к шестнадцатеричным

Работа с символьными массивами

memchr - Просматривает массив чтобы отыскать первое вхождение символа
memcmp - Сравнивает определённое количество символов в двух массивах
memcpy - Копирует символы из одного массива в другой
memmove - Копирует символы из одного массива в другой с учётом перекрытия массивов
memset - Заполняет определённое количество символов массива заданным

Манипуляции над строками

strcat - Присоединяет копию одной строки к заданной
strchr - Возвращает указатель на первое вхождение младшего байта заданного параметра
strcmp - Сравнивает в лексикографическом порядке две строки
strcoll - Сравнивает одну строку с другой в соответствии с параметром setlocale
strcpy - Копирует содержимое одной строки в другую
strcspn - Возвращает строку в которой отсутствуют заданные символы
strerror - Возвращает указатель на строку содержащую системное сообщение об ошибке
strlen - Возвращает длину строки с завершающим нулевым символом

Хабра, привет!

Не так давно у со мной произошел довольно-таки интересный инцидент, в котором был замешан один из преподавателей одного колледжа информатики.

Разговор о программировании под Linux медленно перешел к тому, что этот человек стал утверждать, что сложность системного программирования на самом деле сильно преувеличена. Что язык Си прост как спичка, собственно как и ядро Linux (с его слов).

У меня был с собой ноутбук с Linux, на котором присутствовал джентльменский набор утилит для разработки на языке Си (gcc, vim, make, valgrind, gdb). Я уже не помню, какую цель мы тогда перед собой поставили, но через пару минут мой оппонент оказался за этим ноутбуком, полностью готовый решать задачу.

И буквально на первых же строках он допустил серьезную ошибку при аллоцировании памяти под… строку.

Char *str = (char *)malloc(sizeof(char) * strlen(buffer));
buffer - стековая переменная, в которую заносились данные с клавиатуры.

Я думаю, определенно найдутся люди, которые спросят: «Разве что-то тут может быть не так?».
Поверьте, может.

А что именно - читайте по катом.

Немного теории - своеобразный ЛикБез.

Если знаете - листайте до следующего хэдера.

Строка в C - это массив символов, который по-хорошему всегда должен заканчиваться "\0" - символом конца строки. Строки на стеке (статичные) объявляются вот так:

Char str[n] = { 0 };
n - размер массива символов, то же, что и длина строки.

Присваивание { 0 } - «зануление» строки (опционально, объявлять можно и без него). Результат такой же, как у выполнения функций memset(str, 0, sizeof(str)) и bzero(str, sizeof(str)). Используется, чтобы в неинициализированных переменных не валялся мусор.

Так же на стеке можно сразу проинициализировать строку:

Char buf = "default buffer text\n";
Помимо этого строку можно объявить указателем и выделить под нее память на куче (heap):

Char *str = malloc(size);
size - количество байт, которые мы выделяем под строку. Такие строки называются динамическими (вследствие того, что нужный размер вычисляется динамически + выделенный размер памяти можно в любой момент увеличить с помощью функции realloc()).

В случае со стековой переменной, для определения размера массива я использовал обозначение n, в случае с переменной на куче - я использовал обозначение size. И это прекрасно отражает истинную суть отличия объявления на стеке от объявление с аллоцированием памяти на куче, ведь n как правило используется тогда, когда говорят о количестве элементов. А size - это уже совсем другая история…

Нам поможет valgrind

В своей предыдущей статье я также упоминал о нем. Valgrind ( , два - небольшой how-to) - очень полезная программа, которая помогает программисту отслеживать утечки памяти и ошибки контекста - как раз те вещи, которые чаще всего всплывают при работе со строками.

Давайте рассмотрим небольшой листинг, в котором реализовано что-то похожее на упомянутую мной программу, и прогоним ее через valgrind:

#include #include #include #define HELLO_STRING "Hello, Habr!\n" void main() { char *str = malloc(sizeof(char) * strlen(HELLO_STRING)); strcpy(str, HELLO_STRING); printf("->\t%s", str); free(str); }
И, собственно, результат работы программы:

$ gcc main.c $ ./a.out -> Hello, Habr!
Пока ничего необычного. А теперь давайте запустим эту программу с valgrind!

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out ==3892== Memcheck, a memory error detector ==3892== Copyright (C) 2002-2015, and GNU GPL"d, by Julian Seward et al. ==3892== Using Valgrind-3.12.0 and LibVEX; rerun with -h for copyright info ==3892== Command: ./a.out ==3892== ==3892== Invalid write of size 2 ==3892== at 0x4005B4: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== Address 0x520004c is 12 bytes inside a block of size 13 alloc"d ==3892== at 0x4C2DB9D: malloc (vg_replace_malloc.c:299) ==3892== by 0x400597: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== ==3892== Invalid read of size 1 ==3892== at 0x4C30BC4: strlen (vg_replace_strmem.c:454) ==3892== by 0x4E89AD0: vfprintf (in /usr/lib64/libc-2.24.so) ==3892== by 0x4E90718: printf (in /usr/lib64/libc-2.24.so) ==3892== by 0x4005CF: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== Address 0x520004d is 0 bytes after a block of size 13 alloc"d ==3892== at 0x4C2DB9D: malloc (vg_replace_malloc.c:299) ==3892== by 0x400597: main (in /home/indever/prg/C/public/a.out) ==3892== -> Hello, Habr! ==3892== ==3892== HEAP SUMMARY: ==3892== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3892== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,037 bytes allocated ==3892== ==3892== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==3892== ==3892== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
==3892== All heap blocks were freed - no leaks are possible - утечек нет, и это радует. Но стоит опустить глаза чуть пониже (хотя, хочу заметить, это лишь итог, основная информация немного в другом месте):

==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
3 ошибки. В 2х контекстах. В такой простой программе. Как!?

Да очень просто. Весь «прикол» в том, что функция strlen не учитывает символ конца строки - "\0". Даже если его явно указать во входящей строке (#define HELLO_STRING «Hello, Habr!\n\0»), он будет проигнорирован.

Чуть выше результата исполнения программы, строки -> Hello, Habr! есть подробный отчет, что и где не понравилось нашему драгоценному valgrind. Предлагаю самостоятельно посмотреть эти строчки и сделать выводы.

Собственно, правильная версия программы будет выглядеть так:

#include #include #include #define HELLO_STRING "Hello, Habr!\n" void main() { char *str = malloc(sizeof(char) * (strlen(HELLO_STRING) + 1)); strcpy(str, HELLO_STRING); printf("->\t%s", str); free(str); }
Пропускаем через valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==3435== ==3435== HEAP SUMMARY: ==3435== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==3435== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,038 bytes allocated ==3435== ==3435== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==3435== ==3435== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==3435== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Отлично. Ошибок нет, +1 байт выделяемой памяти помог решить проблему.

Что интересно, в большинстве случаев и первая и вторая программа будут работать одинаково, но если память, выделенная под строку, в которую не влез символ окончания, не была занулена, то функция printf(), при выводе такой строки, выведет и весь мусор после этой строки - будет выведено все, пока на пути printf() не встанет символ окончания строки.

Однако, знаете, (strlen(str) + 1) - такое себе решение. Перед нами встают 2 проблемы:

1. А если нам надо выделить память под формируемую с помощью, например, s(n)printf(..) строку? Аргументы мы не поддерживаем.
2. Внешний вид. Строка с объявлением переменной выглядит просто ужасно. Некоторые ребята к malloc еще и (char *) умудряются прикручивать, будто под плюсами пишут. В программе где регулярно требуется обрабатывать строки есть смысл найти более изящное решение.

Давайте придумаем такое решение, которое удовлетворит и нас, и valgrind.

snprintf()

int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, ...); - функция - расширение sprintf, которая форматирует строку и записывает ее по указателю, переданному в качестве первого аргумента. От sprintf() она отличается тем, что в str не будет записано байт больше, чем указано в size.

Функция имеет одну интересную особенность - она в любом случае возвращает размер формируемой строки (без учета символа конца строки). Если строка пустая, то возвращается 0.

Одна из описанных мною проблем использования strlen связана с функциями sprintf() и snprintf(). Предположим, что нам надо что-то записать в строку str. Конечная строка содержит значения других переменных. Наша запись должна быть примерно такой:

Char * str = /* тут аллоцируем память */; sprintf(str, "Hello, %s\n", "Habr!");
Встает вопрос: как определить, сколько памяти надо выделить под строку str?

Char * str = malloc(sizeof(char) * (strlen(str, "Hello, %s\n", "Habr!") + 1)); - не прокатит. Прототип функции strlen() выглядит так:

#include size_t strlen(const char *s);
const char *s не подразумевает, что передаваемая в s строка может быть строкой формата с переменным количеством аргументов.

Тут нам поможет то полезное свойство функции snprintf(), о котором я говорил выше. Давайте посмотрим на код следующей программы:

#include #include #include void main() { /* Т.к. snprintf() не учитывает символ конца строки, прибавляем его размер к результату */ size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, "Hello, %s!\n", "Habr") + sizeof("\0"); char *str = malloc(needed_mem); snprintf(str, needed_mem, "Hello, %s!\n", "Habr"); printf("->\t%s", str); free(str); }
Запускаем программу в valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==4132== ==4132== HEAP SUMMARY: ==4132== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==4132== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,041 bytes allocated ==4132== ==4132== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==4132== ==4132== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==4132== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0) $
Отлично. Поддержка аргументов у нас есть. Благодаря тому, что мы в качестве второго аргумента в функцию snprintf() передаем ноль, запись по нулевому указателю никогда не приведет к Seagfault. Однако, несмотря на это функция все равно вернет необходимый под строку размер.

Но с другой стороны, нам пришлось завести дополнительную переменную, да и конструкция

Size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, "Hello, %s!\n", "Habr") + sizeof("\0");
выглядит еще хуже, чем в случае с strlen().

Вообще, + sizeof("\0") можно убрать, если в конце строки формата явно указать "\0" (size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, «Hello, %s!\n\0 », «Habr»);), но это возможно отнюдь не всегда (в зависимости от механизма обработки строк мы можем выделить лишний байт).

Надо что-то сделать. Я немного подумал и решил, что сейчас настал час воззвать к мудрости древних. Опишем макрофункцию, которая будет вызывать snprintf() с нулевым указателем в качестве первого аргумента, и нулем, в качестве второго. Да и про конец строки не забудем!

#define strsize(args...) snprintf(NULL, 0, args) + sizeof("\0")
Да, возможно, для кого-то будет новостью, но макросы в си поддерживают переменное количество аргументов, и троеточие говорит препроцессору о том, что указанному аргументу макрофункции (в нашем случае это args) соответствует несколько реальных аргументов.

Проверим наше решение на практике:

#include #include #include #define strsize(args...) snprintf(NULL, 0, args) + sizeof("\0") void main() { char *str = malloc(strsize("Hello, %s\n", "Habr!")); sprintf(str, "Hello, %s\n", "Habr!"); printf("->\t%s", str); free(str); }
Запускаем с valgrund:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==6432== ==6432== HEAP SUMMARY: ==6432== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==6432== total heap usage: 2 allocs, 2 frees, 1,041 bytes allocated ==6432== ==6432== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==6432== ==6432== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==6432== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Да, ошибок нет. Все корректно. И valgrind доволен, и программист наконец может пойти поспать.

Но, напоследок, скажу еще кое-что. В случае, если нам надо выделить память под какую-либо строку (даже с аргументами) есть уже полностью рабочее готовое решение .

Речь идет о функции asprintf:

#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */ #include int asprintf(char **strp, const char *fmt, ...);
В качестве первого аргумента она принимает указатель на строку (**strp) и аллоцирует память по разыменованному указателю.

Наша программа, написанная с использованием asprintf() будет выглядеть так:

#include #include #include void main() { char *str; asprintf(&str, "Hello, %s!\n", "Habr"); printf("->\t%s", str); free(str); }
И, собственно, в valgrind:

$ valgrind --tool=memcheck ./a.out -> Hello, Habr! ==6674== ==6674== HEAP SUMMARY: ==6674== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks ==6674== total heap usage: 3 allocs, 3 frees, 1,138 bytes allocated ==6674== ==6674== All heap blocks were freed -- no leaks are possible ==6674== ==6674== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v ==6674== ERROR SUMMARY: 0 errors from 0 contexts (suppressed: 0 from 0)
Все отлично, но, как видите, памяти всего было выделено больше, да и alloc"ов теперь три, а не два. На слабых встраиваемых системах использование это функции нежелательно.
К тому же, если мы напишем в консоли man asprintf, то увидим:

CONFORMING TO These functions are GNU extensions, not in C or POSIX. They are also available under *BSD. The FreeBSD implementation sets strp to NULL on error.

Отсюда ясно, что данная функция доступна только в исходниках GNU.

Заключение

В заключение я хочу сказать, что работа со строками в C - это очень сложная тема, которая имеет ряд нюансов. Например, для написания «безопасного» кода при динамическом выделении памяти рекомендуется все же использовать функцию calloc() вместо malloc() - calloc забивает выделяемую память нулями. Ну или после выделения памяти использовать функцию memset(). Иначе мусор, который изначально лежал на выделяемом участке памяти, может вызвать вопросы при дебаге, а иногда и при работе со строкой.

Больше половины моих знакомых си-программистов (большинство из них - начинающие), решивших по моей просьбе задачу с выделением памяти под строки, сделали это так, что в конечном итоге это привело к ошибкам контекста. В одном случае - даже к утечке памяти (ну, забыл человек сделать free(str), с кем не бывает). Собственно говоря, это и сподвигло меня на создание сего творения, которое вы только что прочитали.

Я надеюсь, кому-то эта статья будет полезной. К чему я это все городил - никакой язык не бывает прост. Везде есть свои тонкости. И чем больше тонкостей языка вы знаете, тем лучше ваш код.

Я верю, что после прочтения этой статьи ваш код станет чуточку лучше:)
Удачи, Хабр!