logo

TechCodeview

funkcja strdup() w C

W tym artykule dowiesz się o funkcji strdup() w C, jej składni, przykładach, złożoności, zaletach i wadach.

The funkcja strdup(). duplikuje podany ciąg w języku programowania C. Akceptuje ciąg znaków z a zakończenie zerowe jako argument. To wyjścia wskaźnik do nowego, dynamicznie przydzielanego ciągu, który jest duplikatem (tj dokładna kopia ) ciągu wejściowego.

The funkcja strdup(). nie jest częścią wspólna biblioteka C . Jednak często jest oferowany jako składnik narzędzi do manipulacji ciągami znaków na różnych platformach. Definiuje się to następująco:

Składnia:

Ma następującą składnię:

 char *strdup(const char *str);

Motyw funkcja strdup(). jest stworzenie zduplikować kopię danego ciągu. To zajmuje zakończone zerem strunowy ul Jak jego argument i zwraca wskaźnik do zupełnie nowego, dynamicznie przydzielonego ciągu znaków, jakim jest rzeczywista replika autentycznego ciągu.

wyjątek zgłaszania Java

Tutaj jest podział krok po kroku jak strdup() zazwyczaj działa:

  1. Funkcja oblicza długość wejścia ciąg ul używając funkcja strlen(). . Na tym kończy się określenie ilości pamięci wymaganej do przechowywania zduplikowanego ciągu.
  2. Przydziela A nowy blok pamięci zachować zduplikowany ciąg używając funkcja malloc(). . O rozmiarze bloku pamięci decyduje dołączenie 1 na długości wprowadzony ciąg . The dodatkowy 1 jest dla znak zerowy ('') który kończy ciąg.
  3. Jeśli alokacja pamięci Jest przegrany , funkcja strdup(). również poprawnie zwróci a wskaźnik zerowy ( malloc() robi to samo). Badanie strdup() Wartość zwracana przez funkcję jest niezbędna do obsługi takich okoliczności.
  4. The końcowy wynik funkcji jest wskaźnikiem do nowego przydzielonego bloku pamięci zawierającego zduplikowany ciąg.

Podczas korzystania z pliku musimy zwrócić uwagę na następujące problemy funkcja strdup(). :

The funkcja strdup(). przydziela dynamicznie pamięć dla ciągu reprodukcyjnego. Dlatego jest to odpowiedzialność programisty aby zwolnić tę pamięć, gdy jest już wiele kilometrów, nie chciałem używać charakterystyka luźna(). . Nieuwolnienie pamięci może spowodować wycieki pamięci.

Zwykle dobrym rozwiązaniem jest unikanie używania opcji funkcja strdup(). na dużych ciągach lub w sytuacjach, w których w alokacji pamięci będzie temat . Od funkcja strdup(). dynamicznie przydziela pamięć, może zawieść bez niewystarczającej pamięci.

Program:

 #include #include #include int main() { const char *original = 'Hello, world!'; char *duplicate = strdup(original); if (duplicate != NULL) { printf('Original string: %s
', original); printf('Duplicate string: %s
', duplicate); free(duplicate); // Release the dynamically allocated memory } else { printf('Memory allocation failed.
'); } return 0; }

Wyjście: 

 Original string: Hello, world! Duplicate string: Hello, world!

Wyjaśnienie:

Dołącz niezbędne dokumenty nagłówkowe:

    stdio.h jest używany do operacje wejścia/wyjścia . Ciąg.h służy do funkcji manipulacji ciągami. Stdlib.h jest używany do dynamiczna alokacja pamięci cechy.

Zdefiniuj zmienne:

  • Unique jest wskaźnikiem do stałego ciągu 'Witaj świecie!' . Ten ciąg jest tym, który musimy zreplikować.
  • The replika jest wskaźnikiem do osoby. Zapisze zduplikowany ciąg utworzony za pomocą strdup() .

Wywołaj strdup():

  • The funkcja strdup(). nazywa się, przechodząc oryginalny sznurek jako argument . Tworzy replika z oryginalny sznurek i zwraca wskaźnik do zduplikowanego ciągu. Ten wskaźnik jest przypisany do zduplikowanej zmiennej.

Sprawdź, czy alokacja pamięci okaże się sukcesem:

  • Program sprawdza, czy duplikat nie jest plikiem wskaźnik zerowy . Jeśli funkcja strdup(). był hitem w przydzielaniu wspomnień dla zduplikowanego ciągu, duplikat teraz nie będzie zero .

Wydrukuj oryginalne i zduplikowane ciągi znaków:

  • Jeśli alokacja pamięci zamienia się w uderzyć , ten system drukuje plik autentyczny I kopie użycie ciągów instrukcje printf(). . The Specyfikator formatu %s jest używany do wydrukować stringi .

Wolna, dynamicznie przydzielana pamięć:

  • Po wydrukowaniu ciągów system wywołuje funkcję bezpłatny (duplikat) aby uruchomić dynamicznie przydzielana pamięć . Ten krok ma kluczowe znaczenie, aby uniknąć wycieków wspomnień.

Obsługa błędu alokacji pamięci:

  • Jeśli alokacja pamięci nie powiodła się (tzn strdup() funkcja dolnej części pleców a wskaźnik zerowy ), program wypisuje a komunikat o awarii wskazując, że alokacja pamięci nie powiodła się.

Powrót z głównego():

  • Program zwraca 0 , wskazując udana realizacja , do działającego urządzenia.

Ogólnie rzecz biorąc, ta aplikacja demonstruje użycie funkcja strdup(). aby skopiować ciąg, testy za pomyślne przydzielenie wspomnień i drukuje ciągi autentyczne i kopiowane. Radzi sobie również z sytuacją, w której nie udaje się przydzielić wspomnień.

Analiza złożoności:

The czas I złożoność przestrzeni z funkcja strdup(). można analizować w następujący sposób:

Złożoność czasowa:

  • The złożoność czasu z funkcja strdup(). można uznać za liniowy lub NA) , w którym N jest długością ciąg wejściowy . Wynika to z faktu strdup() obejmuje dwie podstawowe operacje:
    • Obliczanie czasu trwania wprowadzonego ciągu:The funkcja strlen(). jest zwykle używany do określenia długości ciągu wejściowego. Iteruje po znakach ciągu, aż napotka null indywidualny ('') . Ta operacja trwa O(n) złożoność czasowa , w którym N to okres strunowy .Kopiowanie ciągu:The operacja kopiowania osiągnięty poprzez funkcja strcpy(). albo funkcja memcpy(). trwa O(n) złożoność czasowa równie ładnie. Polega to na iteracji po każdej jednostce wprowadzonego ciągu i kopiowaniu jej do nowo przydzielonego bloku wspomnień.
  • Dlatego też całkowitą złożoność czasową strdup() można przybliżyć jako NA) , Gdzie N to okres ciąg wejściowy .

Złożoność przestrzeni:

  • The złożoność przestrzeni z funkcja strdup(). jest również liniowy lub NA) , w którym N to czas trwania ciąg wejściowy . To dlatego strdup() dynamicznie przydziela pamięć dla ciągu reprodukcyjnego, wymagając dodatkowego obszaru na przechowywanie skopiowanych znaków.
  • O ilości przydzielonej pamięci decyduje skala wprowadzonego ciągu znaków, n + 1 , Gdzie N jest długość z ciąg wejściowy . Statysta „+1” jest dla null indywidualny ('') . Jest on dołączony do zduplikowany ciąg znaków rezygnuję, żeby mieć pewność, że przejechałem mile zakończone zerem .
  • Dlatego w sumie złożoność przestrzeni strdup() to NA) , w którym N to czas trwania ciąg wejściowy .

Warto zaznaczyć, że czas rzeczywisty a wymagania przestrzenne mogą być ograniczone przez czynniki, obciążenie związane z zarządzaniem pamięcią, optymalizacje specyficzne dla maszyny oraz szczegóły implementacji używanej biblioteki C. Te zawiłości pełnią funkcję preferowanej wytycznej umożliwiającej rozpoznanie ogólnej charakterystyki wydajnościowej funkcja strdup(). .

Charakterystyka strdup() w C:

The funkcja strdup(). w C ma następujące cechy:

właściwości kwasowe w dbm

Powielanie ciągów: Ważny motyw funkcja strdup(). polega na utworzeniu duplikatu reprodukcyjnego danego ciągu. Przydziela pamięć dla zduplikowanego ciągu i kopiuje zawartość autentycznego ciągu do nowo przydzielonego bloku pamięci.

mnożenie macierzy w c

Dynamiczna alokacja pamięci: The funkcja strdup(). dynamicznie przydziela pamięć dla zduplikowany ciąg korzystać z charakterystyka malloc(). . Ta metoda, w której pamięć jest alokowana w czasie wykonywania i można ją uruchomić za pomocą funkcja bezpłatna(). choć obecnie nie jest to potrzebne.

Zakończenie zerowe: The zduplikowany ciąg stworzony przez funkcja strdup(). jest podobnie zakończone zerem , podobnie jak autentyczny ciąg . The null indywidualny ('') jest dołączany na górze ciągu reprodukcyjnego, aby oznaczyć zakończenie ciągu.

Zwrócony wskaźnik: The funkcja strdup(). zwraca wskaźnik do nowo przydzielonego bloku wspomnień, który zawiera zduplikowany ciąg . Wskaźnik wskazuje pierwszą osobę zduplikowanego ciągu.

Obsługa błędów: Jeśli alokacja wspomnień nie powiedzie się, funkcja strdup(). zwraca A wskaźnik zerowy oznaczać porażkę. Testowanie wartości zwracanej przez funkcja strdup(). uwzględnienie takich scenariuszy i uniknięcie dostępu do pamięci, która nie została pomyślnie przydzielona, ​​ma kluczowe znaczenie.

Ruchliwość: Chociaż funkcja strdup(). nie zawsze jest częścią zwykłej biblioteki C, zwykle jest dostępna w wielu systemach jako część narzędzi do manipulacji ciągami. Jednak jego dostępność może się różnić w zależności od konkretna platforma Lub kompilator .

Odpowiedzialność za zarządzanie pamięcią: Podczas korzystania z funkcja strdup(). , programista musi zwolnić dynamicznie przydzielaną pamięć, aby móc korzystać z funkcja free(). jak tylko nie będzie to pożądane. Nieosiągnięcie tego może prowadzić do wycieków pamięci i sprawić, że program będzie przez lata pochłaniał nadmierne wspomnienia.

Zgodność ze standardowymi funkcjami łańcuchowymi: The zduplikowany ciąg zwrócone przez funkcja strdup(). może być używany z różnymi modnymi funkcjami strun C, ponieważ jest to daleko ciąg zakończony znakiem null . Pozwala na czysta integracja z obecnym kodem manipulującym ciągami znaków.

Korzyści ze strdup() w C:

Istnieje kilka korzyści płynących z funkcja strdup(). w C. Niektóre główne zalety funkcji strdup() są następujące:

Wygoda i prostota: The funkcja strdup(). usprawnia proces kopiowania ciągu poprzez połączenie alokacja pamięci I kopiowanie ciągów metody w jedno wywołanie funkcji. W rezultacie złożoność I czytelność kodu są oba zmniejszona , a programiści nie muszą pisać unikalnego kodu do wykonywania tych działań.

Czytelność kodu i łatwość konserwacji: Używając funkcja strdup(). , kod staje się bardziej czytelny i zrozumiały. Wywołanie funkcji rzeczywiście ma na celu zduplikowanie ciągu, poprawiając czytelność kodu. Zmniejsza także możliwość wprowadzenia błędów związanych z alokacją pamięci przewodnika i kopiowaniem ciągów, co skutkuje dodatkowym, łatwym w utrzymaniu kodem.

Możliwość ponownego wykorzystania kodu: The funkcja strdup(). pozwala na tworzenie dodatków do kodu wielokrotnego użytku. Hermetyzując doskonałą ocenę dotyczącą duplikowania ciągu znaków w osobnej funkcji, możesz bez wysiłku ponownie wykorzystać tę funkcję w wielu elementach bazy kodu. Promuje modułowość kodu i zmniejsza redundancję.

Elastyczność przy alokacji pamięci: Od funkcja strdup(). dynamicznie przydziela pamięć dla zduplikowanego ciągu, zapewnia elastyczność w zarządzaniu ciągami o różnej długości. Nie musisz martwić się o granice wymiarów buforów o stałym rozmiarze. Jest to szczególnie przydatne przy zarządzaniu ciągami wejściowymi o nieznanej lub zmiennej długości.

dekoduj javascript base64

Unikanie przepełnienia bufora: Przepełnienie bufora występuje, gdy informacja przekracza przydzieloną przestrzeń wspomnień, co może skutkować lukami w zabezpieczeniach i awariami aplikacji. Używając funkcja strdup(). , możesz uniknąć problemów z przepełnieniem bufora, ponieważ funkcja rutynowo przydziela pamięć w całości na podstawie czasu trwania wprowadzonego ciągu.

Optymalizacja pamięci: W niektórych przypadkach użycie funkcja strdup(). może skutkować optymalizacją pamięci. Na przykład, gdy wiele zmiennych wskazuje na równą zawartość ciągu, duplikowanie ciągu za pomocą strdup() może zmniejszyć wykorzystanie pamięci, przydzielając osobną pamięć dla każdej zmiennej, zamiast powielać całą zawartość pamięci.

Ograniczenia/wady strdup() w C:

The funkcja strdup(). w C nie ma konkretnych ograniczeń określonych przez powszechny język C. Jednak podstawowe urządzenie i dostępne zasoby motywują jego zachowanie i ograniczenia. Oto kilka kwestii dotyczących ograniczeń podczas korzystania z funkcja strdup(). :

Dostępna pamięć: Ograniczenie numer jeden dla funkcja strdup(). jest dostępność pamięci w systemie. Od funkcja strdup(). dynamicznie przydziela wspomnienia do ciągu odtwarzającego, używając malloc() , ilość wspomnień dostępnych do przydzielenia może ograniczyć skalę ciągu, który może zostać zduplikowany. Jeśli nie ma wystarczającej ilości pamięci do przydzielenia zduplikowanego ciągu, plik funkcja strdup(). zakończy się niepowodzeniem i zwróci a wskaźnik zerowy .

Maksymalna długość sznurka: Maksymalny okres ciągu, który można powielić za pomocą metody funkcja strdup(). jest określana na podstawie skali bloku wspomnień, jaki można przydzielić. W systemach maksymalnych maksymalny rozmiar dynamicznie przydzielanego bloku wspomnień zależy od czynników obejmujących dostępną pamięć fizyczną i strukturę maszyny. The typ danych size_t , używany do reprezentowania skali bloków wspomnień, może nałożyć ograniczenie na najdłuższy okres łańcucha.

Ograniczenia specyficzne dla wdrożenia: The funkcja strdup(). mogą mieć ograniczenia specyficzne dla implementacji nałożone przez system lub używaną bibliotekę C. Limity te mogą się różnić w zależności od konkretnych systemów i kompilatorów. Zaleca się zapoznanie się z dokumentacją lub zasobami specyficznymi dla platformy, aby poznać wszelkie szczególne ograniczenia nałożone w trakcie implementacji.

Względy bezpieczeństwa: Podczas korzystania z funkcja strdup(). niezwykle istotna jest świadomość zagrożeń dla bezpieczeństwa zdolności, w tym m.in Przepełnienie bufora luki w zabezpieczeniach. Od funkcja strdup(). przydziela wspomnienia na podstawie czasu trwania wprowadzonego ciągu. Jeśli wprowadzony ciąg jest niezaufany lub ma nieznany okres, ważne jest sprawdzenie poprawności i oczyszczenie danych wejściowych, aby zapobiec przepełnieniu bufora lub innym lukom w zabezpieczeniach.

Wielowątkowość i współbieżność: Podczas korzystania z funkcja strdup(). w środowisku wielowątkowym lub współbieżnym niezwykle ważne jest zapewnienie właściwej synchronizacji i bezpieczeństwa wątków. Jeśli kilka wątków próbuje jednocześnie zduplikować ciągi znaków, Warunki wyścigu I uszkodzenie pamięci Może powstać. Prawidłowe mechanizmy synchronizacji , Jak na przykład zamki Lub alokacja pamięci bezpieczna dla wątków należy wykorzystać, aby złagodzić te problemy.

Fragmentacja pamięci: Częste korzystanie z funkcja strdup(). może się do tego przyczynić fragmentacja pamięci nadgodziny. Fragmentacja pamięci dzieje się, gdy niezapięta pamięć zostaje podzielona na mały , nieciągłe bloki, co sprawia, że ​​jest to trudne przydzielać duże bloki pamięci . Chociaż dostępna pamięć jest wystarczająca, niewątpliwie może powodować błędy w alokacji wspomnień. Strategie takie jak gromadzenie się wspomnień Lub niestandardowe wspomnienie alokatory mogą pomóc w łagodzeniu fragmentacji.

Podsumowując, granice funkcja strdup(). często decyduje się na podstawie wymaganej pamięci w gadżecie, długości dynamicznie przydzielanych bloków wspomnień i wszelkich przepisów wykonawczych. Radzenie sobie z błędami w alokacji pamięci i uwzględnienie względów bezpieczeństwa podczas korzystania z funkcja strdup(). kopiowanie ciągów znaków ma kluczowe znaczenie.