その57 C言語を知らない人が見たらびっくりしそうなC言語の特徴 ~文字列編~

以下動画のテキストです。
https://youtu.be/PblZT66BmBk

Transcript

1. C言語を知らない人がびっくりしそうな
   C言語の特徴
   ~文字列編~
   Apr. 23rd, 2023
   Satoru Takeuchi
   twitter: satoru_takeuchi
   

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2. はじめに
   ● 想定聴衆
   ○ 「C言語は聞いたことはあるがどんなものか知らない」という人
   ● はなすこと
   ○ C言語の特徴を紹介
   ○ 今回のテーマは文字列
   ● 環境
   ○ OS: Ubuntu 20.04/x86_64
   ○ gcc: Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1
   

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3. C言語における文字列とは?
   ● “string”といった文字列専用の型は存在しない
   ● 便宜的にNULL文字(‘\0’)で終わるcharの配列を文字列として使っている
   ○ これをNULL終端文字列やASCIIZなどと呼ぶ
   ○ 標準ライブラリの文字列操作関数も NULL終端文字列を扱う
   ● めんどくさい
   

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4. 初期化
   char s[] = “foo”;
   メモリ ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s
   

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5. 比較
   char s1[] = “foo”;
   char s2[] = “bar”;
   // strcmp()は第一引数と第二引数が同じ文字列なら
   0、そうでないなら非0を返す
   // 同じでない場合の定義はもうちょっと複雑。気になれば
   man strcmpを参照
   strcmp(s1, s1);
   strcmp(s1, s2);
   strcmp(s2, s1);
   メモリ ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s1
   ‘b’ ‘r’
   ‘a’ ‘\0’
   s2
   …
   

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6. 長さの確認
   char s[] = “foo”;
   int n = strlen(s);
   // foo(s, n);
   ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s
   NULL文字が見つかるまで走査
   

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7. コピー
   char s1[] = “foo”;
   char s2[5];
   strcpy(s2, s1);
   char s3[];
   s3 = strdup(s1); // 標準ライブラリ関数ではない&後でメモリ解放が必要
   メモリ ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s1
   ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s2
   …
   コピー
   

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8. コピーの落とし穴: ポインタのコピーをしてしまう
   char s1[] = “foo”;
   char s2[];
   s2 = s1;
   ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s1
   s2
   

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9. コピーの落とし穴: バッファ長が足りない
   char s1[] = “foo”;
   char s2[2];
   strcpy(s2, s1);
   // strncpy(s2, s1, sizeof(s2));
   // s2[sizeof(s2)-1] = ‘\0’
   メモリ ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s1
   ‘f’ ‘o’
   ‘o’ ‘\0’
   s2
   …
   コピー
   破壊!
   

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10. 連結
    char s1[] = “foo”;
    char s2[] = “bar”;
    // char s3[] = a + b はできない
    char s3[10];
    strcpy(s3, s1);
    strcat(s3, s2);
    ‘f’ ‘o’ ‘o’ ‘\0’ … ‘b’ ‘a’ ‘r’ ‘\0’
    ‘f’ ‘o’ ‘o’ ‘\0’
    s1 s2
    s3
    strcpy(s3, s1)
    ‘f’ ‘o’ ‘o’ ‘\0’ … ‘b’ ‘a’ ‘r’ ‘\0’
    ‘f’ ‘o’ ‘o’ ‘b’ ‘a’ ‘r’ ‘\0’
    s1 s2
    s3 strcat()
    

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11. まとめ
    ● C言語では文字列を扱う専用の型は存在しない
    ● 一般にNULL終端文字列を使う
    ● とても扱いが面倒くさい
    ○ バグやセキュリティホールの温床になりがち
    

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