C语言常见字符串函数 —— gets()、fgets()、gets_s()详解及其注意事项

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前言

以下内容总结自《C primer plus》与 visual studio 2022语言参考库，仅供参考。

gets()函数

1.描述

属于C标准库<stdio.h>。

gets()函数 会读取整行输入行，直至遇到换行符，然后丢弃换行符，储存其余字符，并在字符末尾添加一个空字符使其成为C字符串。常和 puts()函数 配对使用。

2.函数原型

char* gets(char* str)

3.参数

指向储存输入内容地址的指针。

4.返回值

成功读取输入会返回储存输入内容的地址，发生错误或未读取任何非 ‘\n’字符则返回NULL（空指针）。

5.缺陷

• 当gets()函数的参数是有限大小的字符数组时，其唯一的参数是该字符数组首元素的地址(即指向该字符串首元素的指针)，它无法检查数组的空间是否足够储存所有输入行。如果输入的字符串过长，会导致缓冲区溢出，多余的字符会超出指定的目标空间。

  如果超出的字符仅占用了尚未使用的内存，就不会立即出现问题；如果它们修改了程序中的其他数据，会导致程序异常或中止；或其他情况。

• 例如：在UNIX系统中，会警告该程序试图访问未分配的内存。该函数的不安全行为和使用时的不严谨会造成安全隐患。

fgets()函数

1.描述

属于C标准库<stdio.h>。

• 读取指定数量的字符，如果该参数是 n，则读取 n-1 个字符，或读取到第一个换行符为止。超出的字符则保留在缓冲区中。

  （可选择性利用 getchar()循环清空缓冲区中的字符，避免影响下次输入）

//仅供参考
while (getchar() != '\n')
    continue;

• 与 gets()不同的是 gets()会丢弃换行符替换为空字符，而 fgets()会储存在字符串中。
• fgets()通过第2个参数限制读入的字符数来解决 gets()函数 的溢出问题。该函数专门设计用于处理文件输入。

2.函数原型

char* fgets(char* str, int n, FILE* stream)

3.参数

1. str — 指向储存输入内容地址的指针。
2. n — 要读取的最大字符数量（包括字符串末尾的空字符）。
3. stream — 指向FILE对象的指针，指明要读入的文件。如果从键盘中读入输入的数据，则以 stdin作为参数，该标准输入标识符定义在<stdio.h>中。

4.返回值

成功读取输入会返回与参数 str相同的地址，发生错误、读取到文件尾或未读取到任何非 ‘\n’字符则返回NULL（空指针）。 

 gets_s函数

1.描述

由C11标准新增。属于<stdio.h>输入/输出函数系列中的可选扩展，支持C11的编译器也不一定支持它。

• 读取指定数量的字符，如果参数是 n，则读取 n – 1个字符，如果读取到换行符会像gets()一样丢弃换行符，替换成空字符。
• 与 fgets()类似，该函数会用一个参数限制读入的字符数，但 fgets()限制的是函数读取的字符数量，而 gets_s()限制的是缓存区大小。
• 与 fgets()相比 gets_s()只从标准输入（stdin）中读取数据，所以不需要第三个参数。

2.函数原型

char* gets_s(char* str, rsize_t n)

3.参数

1. str — 指向储存输入内容地址的指针。

2. n — 缓冲区大小。

4.返回值

 如果成功会返回与参数 str相同的地址，发生错误或未读取到任何非 ‘\n’字符则返回NULL（空指针）。 

5.常见报错

• 编译器支持性问题：gets_s()函数是由C11标准新增的函数，主要用于解决前文提到的安全性问题，因此并非所有编译器都支持gets_s()函数。
• 缓冲区溢出问题：由于gets_s()函数的第二参数是限制缓冲区大小，当输入的字符数超过了缓冲区大小时，就会导致缓冲区溢出。

以下为 Visual studio 2022环境下缓冲区溢出现象

#include <stdio.h>

int main()
{
	char arr[10];
	gets_s(arr, 5);
	puts(arr);
	return 0;
}