3.5.4. Символьные строки в стиле С

Хотя язык С++ поддерживает строки в стиле С, использовать их в программах С++ не следует. Строки в стиле С — на удивление богатый источник разнообразных ошибок и наиболее распространенная причина проблем защиты.

Символьный строковый литерал — это экземпляр более общей конструкции, которую язык С++ унаследовал от языка С: символьной строки в стиле С (C-style character string). Строка в стиле С не является типом данных, скорее это соглашение о представлении и использовании символьных строк. Следующие этому соглашению строки хранятся в символьных массивах и являются строкой с завершающим нулевым символом (null-terminated string). Под завершающим нулевым символом подразумевается, что последний видимый символ в строке сопровождается нулевым символом (''). Для манипулирования этими строками обычно используются указатели.

Строковые функции библиотеки С

Стандартная библиотека языка С предоставляет набор функций, перечисленных в табл. 3.8, для работы со строками в стиле С. Эти функции определены в заголовке cstring, являющемся версией С++ заголовка языка С string.h.

Функции из табл. 3.8 не проверяют свои строковые параметры

Указатель (указатели), передаваемый этим функциям, должен указывать на массив (массивы) с нулевым символом в конце.

char ca[] = {'C', '+', '+'}; // без нулевого символа в конце

cout << strlen(ca) << endl;  // катастрофа: ca не завершается нулевым

                             // символом

В данном случае ca — это массив элементов типа char, но он не завершается нулевым символом. Результат непредсказуем. Вероятней всего, функция strlen() продолжит просматривать память уже за пределами массива ca, пока не встретит нулевой символ.

Таблица 3.8. Функции для символьных строк в стиле С

Сравнение строк

Сравнение двух строк в стиле С осуществляется совсем не так, как сравнение строк библиотечного типа string. При сравнении библиотечных строк используются обычные операторы равенства или сравнения:

string s1 = "A string example";

string s2 = "A different string";

if (s1 < s2) // ложно: s2 меньше s1

Использование этих же операторов для подобным образом определенных строк в стиле С приведет к сравнению значений указателей, а не самих строк.

const char ca1[] = "A string example";

const char ca2[] = "A different string";

if (ca1 < ca2) // непредсказуемо: сравниваются два адреса

Помните, что при использовании массива в действительности используются указатели на их первый элемент (см. раздел 3.5.3). Следовательно, это условие фактически сравнивает два значения const char*. Эти указатели содержат адреса разных объектов, поэтому результат такого сравнения непредсказуем.

Чтобы сравнить строки, а не значения указателей, можем использовать функцию strcmp(). Она возвращает значение 0, если строки равны, положительное или отрицательное значение, в зависимости от того, больше ли первая строка второй или меньше.

if (strcmp(ca1, ca2) < 0) // то же, что и сравнение строк s1 < s2

За размер строки отвечает вызывающая сторона

Конкатенация и копирование строк в стиле С также весьма отличается от таких же операций с библиотечным типом string. Например, если необходима конкатенация строк s1 и s2, определенных выше, то это можно сделать так:

// инициализировать largeStr результатом конкатенации строки s1,

// пробела и строки s2

string largeStr = s1 + " " + s2;

Подобное с двумя массивами, ca1 и ca2, было бы ошибкой. Выражение ca1 + ca2 попытается сложить два указателя, что некорректно и бессмысленно.

Вместо этого можно использовать функции strcat() и strcpy(). Но чтобы использовать эти функции, им необходимо передать массив для хранения результирующей строки. Передаваемый массив должен быть достаточно большим, чтобы содержать созданную строку, включая нулевой символ в конце. Хотя представленный здесь код следует традиционной схеме, потенциально он может стать причиной серьезной ошибки.

// катастрофа, если размер largeStr вычислен ошибочно

strcpy(largeStr, ca1); // копирует ca1 в largeStr

strcat(largeStr, " "); // добавляет пробел в конец largeStr

strcat(largeStr, ca2); // конкатенирует ca2 с largeStr

Проблема в том, что можно легко ошибиться в расчете необходимого размера largeStr. Кроме того, при каждом изменении значения, которые следует сохранить в largeStr, необходимо перепроверить правильность вычисления его размера. К сожалению, код, подобный этому, широко распространен в программах. Такие программы подвержены ошибкам и часто приводят к серьезным проблемам защиты.

Для большинства приложений не только безопасней, но и эффективней использовать библиотечный тип string, а не строки в стиле С.

Упражнения раздела 3.5.4

Упражнение 3.37. Что делает следующая программа?

const char ca[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'};

const char *cp = ca;

while (*cp) {

 cout << *cp << endl;

 ++cp;

}

Упражнение 3.38. В этом разделе упоминалось, что не только некорректно, но и бессмысленно пытаться сложить два указателя. Почему сложение двух указателей бессмысленно?

Упражнение 3.39. Напишите программу, сравнивающую две строки. Затем напишите программу, сравнивающую значения двух символьных строк в стиле С.

Упражнение 3.40. Напишите программу, определяющую два символьных массива, инициализированных строковыми литералами. Теперь определите третий символьный массив для содержания результата конкатенации этих двух массивов. Используйте функции strcpy() и strcat() для копирования этих двух массивов в третий.