看了題目中的幾個函數名是不是有點頭暈？為了防止以后總在這樣的細節里糾纏不清，今天我們就來好好地辨析一下這幾個函數的異同。

實驗環境：

Windows下使用VS2017
Linux下使用gcc4.9.4

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為了驗證函數的安全性我們設計了如下結構

const int len = 4; #pragma pack(push) #pragma pack(1) struct Data {char buf[len];char guard;Data(){for (int i = 0; i < len; ++i){buf[i] = '*';}guard = 0xF;}void Display(){std::cout << "sizeof(Data) = " << sizeof(Data) << std::endl;std::cout << "buf = " << buf << std::endl;std::cout << "guard = " << (unsigned int)guard << std::endl;if (guard != 0xF){std::cout << "memory has been broken." << std::endl;}std::cout << "---------------" << std::endl;} }; #pragma pack(pop)

當我們把數據寫到Data.buf字段中去的時候，如果發生了內存越界的情況，Data.gurad字段的內存會被修改。我們以此來推斷函數的安全性。

一、sprintf（Linux/Windows）

Linux下的函數原型：int sprintf(char *str, const char *format, ...);
測試代碼：

int main() {Data data;data.Display();int ret = sprintf(data.buf, "%d", 12);std::cout << "ret = " << ret << std::endl;data.Display();std::cin.get();return 0; }

在VS2017環境中，這個函數被標記為不安全的，如果使用了，編譯器會報警告，如果非要使用，必須在編譯的時候增加宏定義：_CRT_SECURE_NO_WARNINGS，告訴編譯器忽略安全警告。在Linux下此函數可以正常使用。而且這個函數在Windows下和Linux下行為也是一樣的。具體如下：

1.當源數據的長度【小于】len，sprintf把數據完整的寫到目標內存，并保證尾部以0結尾，返回寫入的字節數。此時該函數的行為是安全的。
例如：

?sprintf(data.buf,?"%d",?12);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 2 sizeof(Data) = 5 buf = 12 guard = 15 ---------------

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2.當源數據的長度【等于】len，sprintf把數據完整的寫到目標內存，并在目標內存的尾部多寫入一個0，返回寫入的字節數。此時該函數已經發生拷貝越界的情況了。所以，當用戶以為分配的內存剛剛好滿足拷貝需求的時候，其實已經發生了潛在的風險。

例如：

?sprintf(data.buf,?"%d",?1234);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 4 sizeof(Data) = 5 buf = 1234 guard = 0 memory has been broken. ---------------

3.當源數據的長度【大于】len，sprintf把數據完整的寫到目標內存，返回寫入的字節數，壓根不管內存越界的情況，甚至連個錯誤碼都不返回。

例如：

?sprintf(data.buf,?"%d",?123456);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 6 sizeof(Data) = 5 buf = 123456 guard = 53 memory has been broken. ---------------

總結：以上三組實驗結果，在Windows和Linux下均可以得到驗證，可見sprintf函數的安全系數幾乎為0，不推薦大家使用。
vsprintf的行為與sprintf一樣。

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二、sprintf_s（Windows only）

為了彌補sprintf函數的不足，高版本的MSVC環境中引入了sprintf_s函數，在調用的時候支持用戶傳入目標內存的長度，函數原型可以簡略的表示為：

?int?sprintf_s(char?*buf, size_t buf_size,?const?char?*format, ...);?

1.當源數據的長度【小于】len，sprintf把數據完整的寫到目標內存，并保證尾部以0結尾，返回寫入的字節數。此時該函數的行為是安全的。
例如：

?sprintf_s(data.buf, len,?"%d",?12);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 2 sizeof(Data) = 5 buf = 12 guard = 15 ---------------

2.當源數據的長度【等于】或者【大于】len的時候，調用此函數將會觸發斷言。Debug模式下會彈出運行時錯誤提示框，告訴用戶"Buffer too small"；Release模式下程序會直接崩潰。

例如：

?sprintf_s(data.buf, len,?"%d",?1234);?

Debug模式下執行，會觸發assert，如下圖：

總結：sprintf_s函數只能在Windows下使用，雖然不會出現寫壞內存的情況，但是會觸發assert，導致程序中斷，使用起來也要慎重。
vsprintf_s的行為與sprintf_s一樣。

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三、_snprintf（Windows only）

也許是覺得sprintf_s也不夠安全，MSVC環境中還引入了一個名為_snprintf的函數，其函數原型和sprintf_s類似，可以表示為：

?int?_snprintf(char?*buf, size_t buf_size,?const?char?*format, ...);?

其表現行為如下：
例1，當源數據的長度【小于】len，能保證完整寫入，并以0結尾，返回實際寫入的字節數：

?_snprintf(data.buf, len,?"%d",?12);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 2 sizeof(Data) = 5 buf = 12 guard = 15 ---------------

例2，當源數據的長度【等于】len，能保證完整寫入，結尾不做任何處理，返回實際寫入的字節數：

?_snprintf(data.buf, len,?"%d",?1234);?

輸出:

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 4 sizeof(Data) = 5 buf = 1234燙燙燙 guard = 15 ---------------

例3，當源數據的長度【大于】len，最多寫入【len】個字符，結尾不錯任何處理，返回【-1】：

?_snprintf(data.buf, len,?"%d",?123456);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = -1 sizeof(Data) = 5 buf = 1234燙燙燙 guard = 15 ---------------

總結：_snprintf函數只能在Windows下使用，最多寫入【size】個字符，永遠不破壞內存，也不會觸發中斷，但不能保證目標內存以0結尾。通過返回值可以知道函數調用是否成功，返回值>=0的時候，表示調用成功，返回了實際寫入的字符數；返回值為-1的時候，表示目標內存太小，導致調用失敗，但是已經盡力做了填充。

_vsnprintf的行為與_snprintf一樣。

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四、snprintf（Linux/Windows）

Linux下的函數原型為：

?int?snprintf(char?*str, size_t size,?const?char?*format, ...);?

這個函數在Windows和Linux下均可以使用，并且行為一致。即：最多寫入【size-1】個字符到目標內存，并保證以0結尾。返回值是【應該寫入的字節數】，而不是【實際寫入的字節數】
例1，當源數據的長度【小于】len，能保證完整寫入，并以0結尾，返回實際寫入的字節數：

?snprintf(data.buf, len,?"%d",?12);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 2 sizeof(Data) = 5 buf = 12 guard = 15 ---------------

例2：當源數據的長度【等于】len，實際上只寫入了【len-1】個字符，最后一個字符用0填充,但返回值卻是【len】：

?snprintf(data.buf, len,?"%d",?1234);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 4 sizeof(Data) = 5 buf = 123 guard = 15 ---------------

例3，當源數據的長度【大于】len，最多也只寫入【len-1】個字符，最后一個字符用0填充，但返回值卻是【應該要寫入的字節數】：

?snprintf(data.buf, len,?"%d",?123456);?

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 6 sizeof(Data) = 5 buf = 123 guard = 15 ---------------

總結：snprintf函數，可以在Linux/Windows雙平臺下使用，最多寫入【size-1】個字符，永遠不會破壞內存，也不會觸發中斷，并總能保證目標內存能以0結尾。唯一的問題是返回值不可靠，無法推斷調用是否失敗。

vsnprintf的行為與snprintf一樣。

寫到這里，sprintf系列的相關函數都講完了，貌似沒有一個完美的函數。不過既然知道了它們的具體行為，就可以根據應用場景挑選適合的函數。

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補充：既然已經寫到這兒了，就順便利用這個機會順便把strcpy函數簇也研究一下吧。

測試代碼：

int main() {Data data;data.Display();const char * ret = strncpy(data.buf, "12345678", len);std::cout << "ret = " << ret << std::endl;data.Display();std::cin.get();return 0; }

一、strcpy（Linux/Windows）
函數原型為：char *strcpy(char *dest, const char *src);
最古老的字符串拷貝函數，原理很簡單，從源字符串依次拷貝字符到目標地址，直到遇到0為止，如遇到內存重疊的時候，需要特殊處理。總是返回實際寫入的字符數，不會處理內存越界的情況，也是毫無安全性，在此不做贅述。

二、strcpy_s（Windows only）
是Windows獨有的函數，原型可以描述為：
int strcpy_s(char *dest, size_t size, const char *src);
注意返回值不再是目標字符串的首地址，而是一個int。
當源字符串長度【小于】或【等于】目標內存的時候，此函數可以安全執行，返回值為【0】，當源字符串長度【大于】目標內存的時候，此函數會觸發assert斷言，導致程序中斷。這個函數不會導致內存破壞。

三、strncpy_s（Windows only）
是Windows獨有的函數，原型可以描述為：
int strncpy_s(char *dest, size_t dest_size, const char *src, size_t count);
返回值也是一個int。
這個函數除了能指定目標內存的大小，還能指定拷貝的字符數量，相當于做了雙重保護。
但是注意必須滿足【count <= dest_size - 1】，這個函數才能正確調用，否則也會觸發assert中斷。

四、strncpy（Linux/Windows）
函數原型：char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t size);
行為與strcpy類似，從源字符串依次拷貝字符到目標地址，直到遇到0或者目標內存已寫滿為止，最多拷貝【size】個字符。這個函數不會破壞內存，也不會導致程序中斷，但是無法保證目標字符串以0結尾。
例如：

strncpy(data.buf, "12345", len);

輸出：

sizeof(Data) = 5 buf = ****燙燙燙 guard = 15 --------------- ret = 1234燙燙燙 sizeof(Data) = 5 buf = 1234燙燙燙 guard = 15 ---------------

總結

以上是生活随笔為你收集整理的sprintf、vsprintf、sprintf_s、vsprintf_s、_snprintf、_vsnprintf、snprintf、vsnprintf 函数辨析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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