Question

我想了解以下代码是否（总是，有时或从不）根据C11明确定义：

#include <string.h>
int main() {
  char d[5];
  char s[4] = "abc";
  char *p = s;
  strncpy(d, p, 4);
  p += 4; // one-past end of "abc"
  strncpy(d+4, p, 0); // is this undefined behavior?
  return 0;
}

C11 7.24.2.4.2说：

strncpy函数从s2指向的数组复制不超过n个字符（空字符后面的字符不被复制）到s1指向的数组。

请注意，s2是一个数组，而不是一个字符串（因此p == s+4不存在问题时缺少空终止符。）

7.24.1（字符串函数约定）适用于此（强调我的）：

如果声明为size_t n的参数指定了函数数组的长度，则在调用该函数时，n的值可以为零。除非在本子条款中对特定函数的描述中另有明确说明，否则此类调用上的指针参数仍应具有有效值，如7.1.4 中所述。在这样的调用中，找到一个字符的函数找不到，一个比较两个字符序列的函数返回零，一个复制字符的函数复制零字符。

上述7.1.4的相关部分是（强调我的）：

7.1.4库函数的使用

除非在以下详细说明中另有明确说明，否则以下每个陈述都适用：如果函数的参数具有无效值（，例如函数域外的值，或者指针外的指针程序的地址空间，或空指针，或当相应参数不是const限定时指向不可修改存储的指针）或具有可变数量参数的函数不期望的类型（提升后），行为未定义。如果一个函数参数被描述为一个数组，那么实际传递给该函数的指针应该具有一个值，使得所有地址计算和对对象的访问（如果指针确实指向这个对象的第一个元素，那么它将是有效的数组）实际上是有效的。

我在解析最后一部分时遇到了一些麻烦。＆＃34;所有地址都计算和访问对象＆＃34; n == 0如果可以假设我的实现在这种情况下不会计算任何地址，那么似乎很容易满足。

换句话说，在严格解释标准时，我是否应该一直拒绝该计划？我应该一直允许吗？或者它的正确性是否依赖于实现（即，如果实现在检查n之前计算第一个字符的地址，那么上面的代码有UB，否则它没有？）

Answer 1

char *strncpy(char * restrict s1, const char * restrict s2, size_t n);

strncpy函数从n指向的数组中复制不超过s2个字符（...）“C11§7.24.4.53

strncpy()的详细信息无法完全回答“带有一个过去指针的strncpy(d, s, 0)”。当然不会访问*s2，但访问*s2是否需要n==0有效？

7.24.1（字符串函数约定）。

7.1.4使用库函数可以回答，具体取决于()部分是否部分或全部适用于之前的“this and that”

...如果函数参数被描述为数组，实际传递给函数的指针应具有一个值，使得所有地址计算和访问对象（如果指针指向这样一个数组的第一个元素则有效）实际上是有效的....

如果“（如果指针确实指向这样一个数组的第一个元素就有效）”只适用于“访问对象”，那么strncpy(d, s, 0)可以作为指针值不需要数组特征。它只需要是一个有效的可计算值。
如果“（如果指针确实指向此类数组的第一个元素则有效）”也适用于“地址计算”，那么strncpy(d, s, 0)是UB，因为指针值需要具有数组特征。其中包括一次通过s的有效地址计算。然而，当s本身是一个通过的值时，一次通过的有效计算地址是不确定的。

当我阅读规范时，第一个适用，因此定义的行为有两个原因。 1）从英语的角度来看，括号部分适用于第2部分，2）执行该功能不需要访问。

第二个是可能的读数，但是一段时间。

Answer 2

您突出显示的部分：

实际传递给函数的指针应具有一个值，使得所有地址计算和对象的访问实际上都是有效的。

清楚地表明您的代码确实无效。在讨论零size_t参数的部分中：

在这样的调用中，定位字符的函数不会发生，比较两个字符序列的函数返回零，复制字符的函数复制零个字符。

无法保证复制功能不会尝试访问任何内容。

因此，从“另一方面”看这个，以下strncpy()实现将符合：

char *strncpy(char *s1, const char *s2, size_t n)
{
    size_t i = 0;
    char c = *s2;

    while (i < n)
    {
        if (c) c = s2[i];
        s1[i++] = c;
    }
    return s1;
}

当然，这是愚蠢的代码，一个理智的实现将是例如只是初始化char c = 1，所以如果你在野外找到一个会对你的代码产生意外行为的C实现，我会感到惊讶。

还有一个参数支持在任何情况下允许符合条件的实现访问*s2：C中不允许使用零大小的数组。因此，如果s2应该是指向数组的指针，*s2必须有效。这与您引用的§7.1.4

的措辞密切相关

Answer 3

p + 4计算的地址不是无效值。明确允许指向数组的一个结尾（C11 6.5.6 / 8），以及将这些指针用作函数参数的常见用法。所以，代码是正确的。

根据以下文字您怀疑有问题：

如果一个函数参数被描述为一个数组，那么实际传递给该函数的指针应该具有一个值，使得所有地址计算和对对象的访问（如果指针确实指向这个对象的第一个元素，那么它将是有效的一个数组）实际上是有效的。

对于具有长度参数strncpy的{{1}}的调用，指定不复制任何字符，因此不存在对对象的访问。它可能涉及向指针添加0，但定义良好，可以将0添加到过去的指针。

有些评论家被挂在＆＃34;这个阵列的第一个元素＆＃34;。您不能在C中声明一个零大小的数组，尽管您可以创建一个（例如，0允许返回非空指针，该指针不是无效指针）。我认为将上述引用的文本视为包含过去的指针是明智的。

Answer 4

令人惊讶的是，标准从未定义过数组是什么。它定义了数组对象是什么，但很明显strncpy的定义不可能意味着数组对象。首先是因为类型错误（指向数组对象的指针不能具有类型char*）。其次，因为通过这种解释，人们无法将字符串操纵到任何有用的程度。确实strncpy (p, s+1, n)会变得始终无效，因为s+1永远不会将指向实际的数组对象。

因此，如果我们想要生成一个至少有用的C实现，我们必须采用“指向的数组”的另一种解释（不仅仅是{{1}的定义但是在标准中出现这样的短语的地方）。也就是说，这些单词别无选择，只能表示数组对象的一部分，它从指针实际指向的元素开始。当指针指向数组末尾时，相关部分的大小为零。

一旦建立了这个关键事实，剩下的就很容易了。没有禁止数组对象的零大小部分（没有理由将它们单独出来）。当命令标准函数遍历这样的部分时，不会发生任何事情，因为它不包含任何元素。

我们是否允许采用此解释超出了此答案的范围。

strncpy（d，s，0），带有一个过去的指针

4 个答案: