07 字符串复制与缓冲区安全

1. C 字符串需要 \0

C 字符串以 \0（值为 0 的字节）结束。字符串 "ABC" 有 3 个可见字符，但需要 4 字节：A B C \0。

  • 存储完整字符串：目标容量至少为 字符数 + 1。
  • 原始二进制数据不一定有 \0，不能直接当字符串处理。

2. strcpy、memcpy、memmove 的区别

函数复制规则自动复制/补充 \0？支持区域重叠？是否检查目标容量？
strcpy(dst, src)从 src 复制到遇到 \0，包含这个终止符复制源字符串的 \0否否
memcpy(dst, src, n)精确复制 n 字节不会额外补 \0（若 n 覆盖源中的 \0，也会原样复制）否否
memmove(dst, src, n)精确复制 n 字节同 memcpy是否

核心记忆：strcpy 处理字符串；memcpy 处理不重叠内存；memmove 处理可能重叠的内存。

char src[] = "ABC";
char dst[4] = {0};

strcpy(dst, src);       // 复制 A B C \0
memcpy(dst, src, 3);    // 只复制 A B C；dst[3] 原本为 0

char data[] = "ABCDE";
memmove(data + 1, data, 3);  // 得到 "AABCE"
// memcpy(data + 1, data, 3); // 区域重叠：未定义行为

3. 常见安全问题

  • 目标容量不足：strcpy 不知道目标大小，可能越界；memcpy 和 memmove 也不会检查容量。
  • 漏掉终止符：memcpy(dst, src, n) 只复制指定字节，后续如果把 dst 当字符串使用，必须确保有效范围内有 \0。
  • 重叠复制：源和目标区域有重叠时，选 memmove，不要使用 memcpy 或 strcpy。
  • 读取越界：三个函数都要求源区域包含足够的可读数据；strcpy 还要求源字符串能够在有效范围内找到 \0。

4. 实际开发中的选择

  • 复制完整 C 字符串：确保目标容量不小于 strlen(src) + 1，再用 strcpy；若长度来自不可信输入，还需验证源和目标的有效范围。
  • 复制蓝牙协议包等二进制数据：使用 memcpy，同时明确源数据长度和目标容量。
  • 在同一缓冲区中移动数据：使用 memmove，例如删除协议头、移动剩余字节。

一句话：先明确复制的是字符串还是字节，再确认容量，最后判断源和目标是否重叠。