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C++中strcpy()拷贝的3种写法示例详解

2026年05月13日 C/C++ 我要评论
   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。

   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

5 使用场景

  • const 正确性:src参数必须加const修饰,既可以传入const字符串,也能避免函数内部误修改源字符串。
  • 指针溢出:嵌入式 / 内核开发中,若src地址接近地址空间上限,src + len可能出现指针溢出,可转为uintptr_t整数类型后再做范围比较。
  • 性能取舍:如果业务不存在重叠场景,基础版的性能更高;如果优先保证安全性,直接使用带长度的安全版本。

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