snprintf和sprintf区别分析

来源：互联网发布：反补世界树知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/17 06:12

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今天在项目中使用snprintf时遇到一个比较迷惑的问题，追根溯源了一下，在此对sprintf和snprintf进行一下对比分析。

因为sprintf可能导致缓冲区溢出问题而不被推荐使用，所以在项目中我一直优先选择使用snprintf函数，虽然会稍微麻烦那么一点点。这里就是sprintf和snprintf最主要的区别：snprintf通过提供缓冲区的可用大小传入参数来保证缓冲区的不溢出，如果超出缓冲区大小则进行截断。但是对于snprintf函数，还有一些细微的差别需要注意。

snprintf函数的返回值

sprintf函数返回的是实际输出到字符串缓冲中的字符个数，包括null结束符。而snprintf函数返回的是应该输出到字符串缓冲的字符个数，所以snprintf的返回值可能大于给定的可用缓冲大小以及最终得到的字符串长度。看代码最清楚不过了：

char tlist_3[10] = {0};    int len_3 = 0;    len_3 = snprintf(tlist_3,10,"this is a overflow test!\n");    printf("len_3 = %d,tlist_3 = %s\n",len_3,tlist_3);

上述代码段的输出结果如下：

len_3 = 25,tlist_3 = this is a

所以在使用snprintf函数的返回值时，需要小心慎重，避免人为造成的缓冲区溢出，不然得不偿失。

snprintf函数的字符串缓冲

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

上面的函数原型大家都非常熟悉，我一直以为snprintf除了多一个缓冲区大小参数外，表现行为都和sprintf一致，直到今天遇上的bug。在此之前我把下面的代码段的两个输出视为一致。

char tlist_1[1024] = {0},tlist_2[1024]={0};    char fname[7][8] = {"a1","b1","c1","d1","e1","f1","g1"};    int i = 0, len_1,len_2 = 0;    len_1 = snprintf(tlist_1,1024,"%s;",fname[0]);    len_2 = snprintf(tlist_2,1024,"%s;",fname[0]);    for(i=1;i<7;i++)    {        len_1 = snprintf(tlist_1,1024,"%s%s;",tlist_1,fname[i]);        len_2 = sprintf(tlist_2,"%s%s;",tlist_2,fname[i]);    }    printf("tlist_1: %s\n",tlist_1);    printf("tlist_2: %s\n",tlist_2);

可实际上得到的输出结果却是:

tlist_1: g1;tlist_2: a1;b1;c1;d1;e1;f1;g1;

知其然就应该知其所以然，这是良好的求知态度，所以果断翻glibc的源代码去，不凭空想当然。下面用代码说话，这就是开源的好处之一。首先看snprintf的实现：

glibc-2.18/stdio-common/snprintf.c: 18 #include <stdarg.h> 19 #include <stdio.h> 20 #include <libioP.h> 21 #define __vsnprintf(s, l, f, a) _IO_vsnprintf (s, l, f, a) 22 23 /* Write formatted output into S, according to the format 24    string FORMAT, writing no more than MAXLEN characters.  */ 25 /* VARARGS3 */ 26 int 27 __snprintf (char *s, size_t maxlen, const char *format, ...) 28 { 29   va_list arg; 30   int done; 31 32   va_start (arg, format); 33   done = __vsnprintf (s, maxlen, format, arg); 34   va_end (arg); 35 36   return done; 37 } 38 ldbl_weak_alias (__snprintf, snprintf)

使用_IO_vsnprintf函数实现：

glibc-2.18/libio/vsnprintf.c: 94 int 95 _IO_vsnprintf (string, maxlen, format, args) 96      char *string; 97      _IO_size_t maxlen; 98      const char *format; 99      _IO_va_list args;100 {101   _IO_strnfile sf;102   int ret;103 #ifdef _IO_MTSAFE_IO104   sf.f._sbf._f._lock = NULL;105 #endif106107   /* We need to handle the special case where MAXLEN is 0.  Use the108      overflow buffer right from the start.  */109   if (maxlen == 0)110     {111       string = sf.overflow_buf;112       maxlen = sizeof (sf.overflow_buf);113     }114115   _IO_no_init (&sf.f._sbf._f, _IO_USER_LOCK, -1, NULL, NULL);116   _IO_JUMPS (&sf.f._sbf) = &_IO_strn_jumps;117   string[0] = '\0';118   _IO_str_init_static_internal (&sf.f, string, maxlen - 1, string);119   ret = _IO_vfprintf (&sf.f._sbf._f, format, args);120121   if (sf.f._sbf._f._IO_buf_base != sf.overflow_buf)122     *sf.f._sbf._f._IO_write_ptr = '\0';123   return ret;124 }

关键点出来了，源文件第117行string[0] = '\0';把字符串缓冲先清空后才进行实际的输出操作。那sprintf是不是就没有清空这个操作呢，继续代码比较中，sprintf的实现：

glibc-2.18/stdio-common/snprintf.c: 18 #include <stdarg.h> 19 #include <stdio.h> 20 #include <libioP.h> 21 #define vsprintf(s, f, a) _IO_vsprintf (s, f, a) 22 23 /* Write formatted output into S, according to the format string FORMAT.  */ 24 /* VARARGS2 */ 25 int 26 __sprintf (char *s, const char *format, ...) 27 { 28   va_list arg; 29   int done; 30 31   va_start (arg, format); 32   done = vsprintf (s, format, arg); 33   va_end (arg); 34 35   return done; 36 } 37 ldbl_hidden_def (__sprintf, sprintf) 38 ldbl_strong_alias (__sprintf, sprintf) 39 ldbl_strong_alias (__sprintf, _IO_sprintf)

使用_IO_vsprintf而不是_IO_vsnprintf函数，_IO_vsprintf函数实现：

glibc-2.18/libio/iovsprintf.c: 27 #include "libioP.h" 28 #include "strfile.h" 29 30 int 31 __IO_vsprintf (char *string, const char *format, _IO_va_list args) 32 { 33   _IO_strfile sf; 34   int ret; 35 36 #ifdef _IO_MTSAFE_IO 37   sf._sbf._f._lock = NULL; 38 #endif 39   _IO_no_init (&sf._sbf._f, _IO_USER_LOCK, -1, NULL, NULL); 40   _IO_JUMPS (&sf._sbf) = &_IO_str_jumps; 41   _IO_str_init_static_internal (&sf, string, -1, string); 42   ret = _IO_vfprintf (&sf._sbf._f, format, args); 43   _IO_putc_unlocked ('\0', &sf._sbf._f); 44   return ret; 45 } 46 ldbl_hidden_def (__IO_vsprintf, _IO_vsprintf) 47 48 ldbl_strong_alias (__IO_vsprintf, _IO_vsprintf) 49 ldbl_weak_alias (__IO_vsprintf, vsprintf)

在40行到42行之间没有进行字符串缓冲的清空操作，一切了然。

一开始是打算使用gdb调试跟踪进入snprintf函数探个究竟的，可是调试时发现用step和stepi都进不到snprintf函数里面去，看了一下链接的动态库，原来libc库已经stripped掉了：

hong@ubuntu:~/test/test-example$ ldd snprintf_test        linux-gate.so.1 =>  (0xb76f7000)        libc.so.6 => /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6 (0xb7542000)        /lib/ld-linux.so.2 (0xb76f8000)hong@ubuntu:~/test/test-example$ file /lib/i386-linux-gnu/libc.so.6/lib/i386-linux-gnu/libc.so.6: symbolic link to `libc-2.15.so'lzhong@ubuntu:~/test/test-example$ file /lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so/lib/i386-linux-gnu/libc-2.15.so: ELF 32-bit LSB shared object, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), BuildID[sha1]=0x7a6dfa392663d14bfb03df1f104a0db8604eec6e, for GNU/Linux 2.6.24, stripped

所以只能去找 ftp://ftp.gnu.org/gnu/glibc官网啃源代码了。

在找glibc源码时，我想知道系统当前使用的glibc版本，一时不知道怎么查，Google一下大多数都是Redhat上的rpm查法，不适用于Ubuntn，而用dpkg和aptitude show都查不到glibc package，后来才找到ldd用法。

hong@ubuntu:~/test/test-example$ ldd --versionldd (Ubuntu EGLIBC 2.15-0ubuntu20) 2.15Copyright (C) 2012 Free Software Foundation, Inc.This is free software; see the source for copying conditions.  There is NOwarranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.Written by Roland McGrath and Ulrich Drepper.

现在才发现Ubuntn用的是好像是EGLIBC，而不是标准的glibc库。其实上面ldd snprintf_test查看应用程序的链接库的方法可以更快速地知道程序链接的glibc版本。

0 0