C++中strcpy()拷贝的3种写法示例详解_C/C++

c++中，有个常见的字符串拷贝函数：char* strcpy(char* dst, const char* src), 作用是将1个字符串src，拷贝到另外一个字符串dst。需要考虑的边界条件如下：

空指针：dst或src为null时会触发非法内存访问。
内存重叠：dst和src的地址范围存在重叠，从前向后拷贝会覆盖尚未读取的src内容。
空字符串：src仅包含’\0’，需保证拷贝后dst仍然是合法空串。
缓冲区溢出：dst空间不足导致拷贝越界，是严重的安全漏洞。
结束符丢失：必须保证拷贝后的dst以’\0’结尾，否则后续strlen/printf等字符串操作会越界。

1 基本版本

#include <cassert>
// 对齐标准strcpy签名，src加const保证常量正确性
char* my_strcpy(char* dst, const char* src) {
    // 调试期断言快速定位空指针问题，发布模式可关闭断言不影响性能
    assert(dst != nullptr && src != nullptr);
    // 保存目标地址首指针，后续会移动dst指针
    char* ret = dst;
    // 拷贝逻辑：赋值表达式返回赋值后的值，遇到'\0'时循环终止，自动包含结束符
    while ((*dst++ = *src++) != '\0');
    return ret;
}

1.1 优点

实现了核心功能，适合调用方能保证参数合法性的高性能场景。

1.2 缺点

若发布模式关闭断言，则传入空指针，会触发未定义行为。
没有处理内存重叠场景，若dst落在src的地址范围内且dst > src，会导致拷贝内容错误。
没有检查dst缓冲区大小，极易出现溢出。

2 进阶版(支持内存重叠)

参考memmove的语义，处理重叠场景，特别存在地址重叠的情况（如字符串内部移动）

#include <cstddef> // size_t定义
char* my_strcpy(char* dst, const char* src) {
    // 发布期也保留空指针检查，避免程序崩溃
    if (dst == nullptr || src == nullptr) {
        return nullptr;
    }
    char* ret = dst;
    // 第一步：计算src总长度（包括末尾'\0'）
    size_t len = 0;
    while (src[len] != '\0') len++;
    len += 1; // 包含结束符的总拷贝字节数
    // 第二步：判断内存重叠，选择拷贝方向
    if (dst < src || dst >= src + len) {
        // 无重叠 / dst在src前面，从前向后拷贝性能更高
        for (size_t i = 0; i < len; i++) {
            dst[i] = src[i];
        }
    } else {
        // 重叠且dst在src后面，从后向前拷贝避免覆盖未读取的src内容
        // 注意：size_t是无符号类型，禁止写i>=0（永远为真），改为从len倒序到1
        for (size_t i = len; i > 0; i--) {
            dst[i-1] = src[i-1];
        }
    }
    return ret;
}

2.1 特点

即使参数为空也返回nullptr，避免程序崩溃。
正确处理所有内存重叠场景，例如dst = src + 2这类后向重叠场景，也能得到正确结果。
仍然依赖调用方保证src以’\0’结尾、dst缓冲区足够大。

3 高级版(缓存区防护)

在实际开发中，禁止使用无长度限制的strcpy，推荐实现带缓冲区长度的安全版本，彻底避免溢出：

#include <cstddef>
char* my_strcpy_s(char* dst, size_t dst_size, const char* src) {
    if (dst == nullptr || src == nullptr || dst_size == 0) {
        return nullptr;
    }
    size_t i = 0;
    // 最多拷贝dst_size-1个字符，预留1个位置给'\0'
    while (src[i] != '\0' && i < dst_size - 1) {
        dst[i] = src[i];
        i++;
    }
    // 强制加结束符，保证dst永远是合法c字符串（解决strncpy不自动加'\0'的缺陷）
    dst[i] = '\0';
    return dst;
}

3.1 特点

完全避免缓冲区溢出，即使src远长于dst的空间，也只会截断到缓冲区可容纳的最大长度。
始终保证dst以’\0’结尾，不会出现非法字符串。

4 测试案例

测试场景	用例代码	预期结果
普通字符串拷贝	char dst[20]; my_strcpy(dst, “hello world”);	dst内容为"hello world"
空字符串拷贝	char dst[10]; my_strcpy(dst, “”);	dst[0] == ‘\0’
自拷贝	char buf[] = “test”; my_strcpy(buf, buf);	buf内容不变，仍为"test"
后向内存重叠	char buf[20] = “abcdefgh”; my_strcpy(buf+2, buf);	buf内容为"ababcdefgh"（基础版会得到"abababab…"错误结果）
空参数传入	my_strcpy(nullptr, “test”);	返回nullptr，程序不崩溃
缓冲区不足（安全版）	char dst[5]; my_strcpy_s(dst, 5, “hello world”);	dst内容为"hell"，自动截断并加结束符