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C の strdup() 関数

この記事では、C の strdup() 関数について、その構文、例、複雑さ、利点、欠点について学びます。

の strdup() 関数 C プログラミング言語で指定された文字列を複製します。を含む文字列を受け入れます ヌル終了 議論として。それ 出力 動的に割り当てられた重複する新しい文字列へのポインタ (つまり、 正確なコピー ) 入力文字列の。

の strdup() 関数 の一部ではありません 共通Cライブラリ 。ただし、さまざまなプラットフォームで文字列操作ユーティリティのコンポーネントとして提供されることがよくあります。次のように定義されます。

構文：

次の構文があります。

 char *strdup(const char *str);

の動機は、 strdup() 関数 を作成することです 複製コピー 指定された文字列の。それには ヌル終了 弦 str として その主張 そして、動的に割り当てられた新しい文字列へのポインタを返します。 実際のレプリカ 本物の文字列の。

シェルスクリプトのforループ

ここにあります 段階的な内訳 どのように strdup() 通常は動作します:

  1. この関数は次の値を計算します。 長さ 入る 文字列 str を使用して strlen() 関数 。重複した文字列を格納するために必要なメモリ量の決定が完了しました。
  2. を割り当てます。 新しいメモリブロック を保つために 重複した文字列 を使用して malloc()関数 。メモリブロックのサイズは以下を含めて決定されます。 1 の長さで 入力された文字列 。の 追加1 のためのものです ヌル文字 ('') 文字列を終了します。
  3. もし メモリ割り当て は 失敗した 、 strdup() 関数 も正しく返されます ヌルポインタ ( malloc() 同じことをします）。を調べると、 strdup() このような状況に対処するには、関数の戻り値が不可欠です。
  4. の 関数の最終出力 重複した文字列を含む、新しく割り当てられたメモリ ブロックへのポインタです。

を使用する場合、次の問題に注意する必要があります。 strdup() 関数 :

の strdup() 関数 動的に割り当てる メモリ 再生文字列用。したがって、それは、 プログラマーの責任 マイルを超えたときにこのメモリを解放するには、 loose() の特性 。メモリの解放に失敗すると、メモリ リークが発生する可能性があります。

一般的には、 strdup() 関数 大きな文字列の場合、またはメモリ割り当てが重要になる状況では、 主題 。以来、 strdup() 関数 メモリを動的に割り当てるため、不十分な記憶がなければ失敗する可能性があります。

プログラム：

 #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; }

出力： 

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

説明：

重要なヘッダー ドキュメントを含めます。

    stdio.h のために使用されます 入出力操作 。 文字列.h 文字列操作関数に使用されます。 標準ライブラリ.h のために使用されます 動的メモリ割り当て 特徴。

変数を定義します。

  • Unique は定数文字列へのポインタです 'こんにちは世界！' 。この文字列は複製する必要がある文字列です。
  • の レプリカ 人へのポインタです。で作成した重複した文字列を保存します strdup() 。

strdup() を呼び出します。

  • の strdup() 関数 が呼び出され、 元の文字列 として 口論 。それは、 レプリカ の 元の文字列 そして、複製された文字列へのポインタを返します。このポインタは重複した変数に割り当てられます。

メモリ割り当てがヒットしたかどうかを確認します。

  • プログラムは、重複がそうでないかどうかを調べます。 ヌルポインタ 。もし strdup() 関数 重複した文字列に回想を割り当てる際にヒットしました。重複した文字列は割り当てられなくなります。 ヌル 。

元の文字列と重複した文字列を出力します。

  • もし メモリ割り当て を変える 打つ 、このシステムは 本物 そして コピー 文字列を使用する printf() ステートメント 。の %s 形式指定子 に慣れている 文字列を印刷する 。

動的に割り当てられたメモリを解放します。

  • 文字列を出力した後、このシステムは 無料（重複） を起動する 動的に割り当てられたメモリ 。このステップは、思い出の漏洩を防ぐために重要です。

メモリ割り当てエラーの処理:

  • メモリ割り当てに失敗した場合（つまり、 strdup() 機能腰部 ヌルポインタ )、プログラムは 失敗メッセージ メモリ割り当てが失敗したことを示します。

main() からの戻り値:

  • プログラム 0を返します 、を示します 実行成功 、作業中のデバイスに。

全体として、このアプリケーションは、 strdup() 関数 文字列をコピーするには、 テスト 回想の割り当てを成功させるため、そして プリント 本物の文字列とコピーした文字列。回想の割り当てが失敗した場合にも対応します。

複雑さの分析:

の 時間 そして 空間の複雑さ の strdup() 機能 は次のように分析できます。

時間計算量:

  • の 時間の複雑さ の strdup() 関数 線形または の上） 、 その中で n の長さです 入力文字列 。それは事実によるものです strdup() これには 2 つの主要な操作が必要です。
    • 入力された文字列の長さを計算します。の strlen() 機能 通常、入力文字列の長さを決定するために使用されます。文字列の文字を反復処理して、 ヌル個人 ('') 。この操作には次の時間がかかります O(n) 時間の複雑さ 、 その中で n の期間です 弦 。文字列をコピーすると、次のようになります。の コピー操作 を通じて達成されました strcpy() 関数 または memcpy() 関数 かかります O(n) 時間の計算量 同様に素敵です。これには、入力された文字列をすべて反復処理し、新しく割り当てられた回想ブロックにコピーする必要があります。
  • したがって、strdup() の全体的な時間計算量は次のように概算できます。 の上） 、 どこ n の期間です 入力文字列 。

空間の複雑さ:

  • の 空間の複雑さ の strdup() 関数 同様に線形であるか、 の上） 、 その中で n の期間です 入力文字列 。なぜなら strdup() 再生文字列に動的にメモリを割り当てるため、コピーされた文字を保存するための追加領域が必要になります。
  • 割り当てられるメモリの量は、入力された文字列のスケールを使用して決定されます。 n+1 、 どこ n それは 長さ の 入力文字列 。余分な 「+1」 のためのものです ヌル個人 ('') 。に追加されます。 重複した文字列 マイルを確保するためにやめます ヌル終了 。
  • したがって、全体としては、 空間の複雑さ strdup() の の上） 、 その中で n の期間です 入力文字列 。

注目に値するのは、 リアルタイム スペースの必要性はさまざまな要因によって影響を受ける可能性があります。 メモリ管理のオーバーヘッド、マシン固有の最適化 、および使用される C ライブラリの実装の詳細。これら 複雑さ の全体的なパフォーマンス特性を認識するための推奨ガイドラインとして機能します。 strdup() 関数 。

セマンティックエラー

C の strdup() の特徴:

の strdup() 関数 C では次のような特徴があります。

文字列の重複: その重要な動機は、 strdup() 関数 指定された文字列の複製の複製を作成することです。重複した文字列にメモリを割り当て、新しく割り当てられたメモリ ブロックに本物の文字列の内容をコピーします。

ループバッシュ用

動的メモリ割り当て: の strdup() 関数 メモリを動的に割り当てます。 重複した文字列 を使用する malloc() の特性 。このメソッドは、実行時にメモリが割り当てられ、次のコマンドを使用して起動できます。 free() 機能 今は必要ありませんが。

ヌル終了: の 重複した文字列 によって作成されました strdup() 関数 同様に ヌル終了 、とよく似ています 本物の文字列 。の ヌル個人 ('') 再生文字列の先頭に が追加され、文字列の終了をマークします。

返されたポインタ: の strdup() 関数 新しく割り当てられた回想ブロックへのポインタを返します。 重複した文字列 。ポインタは、重複した文字列の最初の部分を指します。

エラー処理： 回想の割り当てに失敗すると、 strdup() 関数 を返します ヌルポインタ 失敗を意味します。の戻り値をテストする strdup() 関数 このようなシナリオに対処し、正常に割り当てられなかったメモリへのアクセスを回避することが重要です。

携帯性: とはいえ、 strdup() 関数 常に通常の C ライブラリの一部であるとは限りませんが、通常は文字列操作ユーティリティの一部として多くのシステムで利用できます。ただし、利用可能かどうかは状況によって異なる場合があります。 特定のプラットフォーム または コンパイラ 。

メモリ管理の責任: を使用するときは、 strdup() 関数 、プログラマは、を使用するために動的に割り当てられたメモリを解除する必要があります。 free()関数 それが望まれなくなったらすぐに。これを達成できないと、メモリ リークが発生し、プログラムが長年にわたり過剰な回想を食い荒らすことになる可能性があります。

標準の文字列関数との互換性: の 重複した文字列 によって返されました strdup() 関数 これは、さまざまな流行の C 文字列機能と一緒に使用できます。 NULL で終わる文字列 。それは許可します クリーンな統合 文字列を操作する現在のコードを使用します。

C の strdup() の利点:

いくつかの利点があります strdup() 関数 strdup() 関数の主な利点は次のとおりです。

利便性とシンプルさ: の strdup() 関数 をマージすることで文字列をコピーするプロセスを合理化します。 メモリ割り当て そして 文字列のコピー メソッドを単一の関数呼び出しに統合します。その結果、 複雑 そして 可読性 コードの両方です 減少した であり、開発者はこれらのアクティビティを実行するための独自のコードを作成する必要がありません。

コードの可読性と保守性: を使用して、 strdup() 関数 、コードがより読みやすくなり、一目瞭然になります。実際、関数呼び出しは文字列を複製することを目的としており、コードの可読性が向上します。また、ガイドのメモリ割り当てや文字列のコピーに関連したバグが発生し、保守しやすいコードが追加される可能性も低くなります。

コードの再利用性: の strdup() 関数 再利用可能なコード追加の作成が可能になります。文字列を複製するための優れた判断を別の機能にカプセル化することで、コードベースの複数の要素でその関数を簡単に再利用できます。コードのモジュール性を促進し、冗長性を削減します。

メモリ割り当ての柔軟性: 以来、 strdup() 関数 重複した文字列に動的にメモリを割り当てるため、異なる長さの文字列を柔軟に管理できます。固定サイズのバッファーの次元の境界について心配する必要はありません。これは、不明な長さまたは可変長の入力文字列を管理する場合に特に役立ちます。

バッファオーバーフローの回避: バッファオーバーフロー 情報が割り当てられた回想スペースを超えると発生し、セキュリティの脆弱性やアプリケーションのクラッシュが発生する可能性があります。を使用して、 strdup() 関数 を使用すると、関数は入力された文字列の長さに完全に基づいてメモリを定期的に割り当てるため、バッファ オーバーフローの問題を回避できます。

メモリの最適化: 場合によっては、 strdup() 関数 メモリが最適化される可能性があります。たとえば、複数の変数が等しい文字列内容を指している場合、文字列を次のように複製します。 strdup() メモリ内容全体を複製するのではなく、変数ごとに個別のメモリを割り当てることで、メモリ使用量を削減できます。

C の strdup() の制限/欠点:

の strdup() 関数 C では、広く普及している C 言語で定義されている特定の制限はありません。ただし、基盤となるデバイスと利用可能な資産によって、その動作と制限が決まります。の使用時の制限に関するいくつかの問題を次に示します。 strdup() 関数 :

使用可能なメモリ： 一番の制限は、 strdup() 関数 それは 可用性 システム内での回想。以来、 strdup() 関数 を使用して再生文字列に回想を動的に割り当てます。 malloc() 、割り当て可能な回想の量によって、複製できる文字列のスケールが制限される場合があります。重複した文字列を割り当てるためのメモリが不十分な場合、 strdup() 関数 失敗して、 ヌルポインタ 。

Java チュートリアル

文字列の最大長: と重複できる文字列の最大ピリオド。 strdup() 関数 割り当てられる回想ブロックの規模によって決まります。最大システムでは、動的に割り当てられる回想ブロックの最大サイズは、利用可能な物理メモリやマシンの構造などの要因によって決まります。の size_t データ型 、回想ブロックのスケールを表すために使用され、ほとんどの文字列の期間に制限を課すことができます。

実装固有の制限: の strdup() 機能 システムまたは使用されている C ライブラリを通じて実装固有の制限が課される場合があります。これらの制限は、特定のシステムやコンパイラによって異なる場合があります。実装によって課される特定の制限を把握するには、ドキュメントまたはプラットフォーム固有の資産を参照することをお勧めします。

セキュリティに関する考慮事項: を使用するときは、 strdup() 関数 、次のような機能セキュリティのリスクを認識することが重要です。 バッファオーバーフロー 脆弱性。以来、 strdup() 関数 は、入力された文字列の長さに基づいて回想を割り当てます。入力された文字列が信頼できない場合、または期間が不明な場合は、バッファ オーバーフローやさまざまな安全性の脆弱性を防ぐために、入力を検証してサニタイズすることが重要です。

マルチスレッドと同時実行: を使用するときは、 strdup() 関数 マルチスレッドまたは同時実行環境では、適切な同期とスレッドの安全性を確保することが重要です。複数のスレッドが同時に文字列を複製しようとすると、 競合状態 そして メモリ破損 生じる可能性があります。 適切な同期メカニズム 、 のような ロック または スレッドセキュアなメモリ割り当て 、これらのトラブルを軽減するために使用する必要があります。

メモリの断片化: 頻繁に使用する strdup() 関数 に貢献できる 記憶の断片化 時間とともに。 メモリの断片化 固定されていない記憶が次のように分割されるときに起こります。 小さい 、 不連続なブロック、 挑戦的になる 大きなメモリブロックを割り当てる 。使用可能なメモリは十分ですが、間違いなく回想割り当ての失敗を引き起こす可能性があります。のような戦略 思い出のプール または カスタム回想 アロケータは断片化の軽減に役立ちます。

結論から言うと、境界線は、 strdup() 関数 多くの場合、ガジェットに必要なメモリ、動的に割り当てられる回想ブロックの長さ、および実装に正確な規制によって決定されます。メモリ割り当ての失敗に対処し、使用時の安全上の懸念を考慮する strdup() 関数 文字列をコピーすることが重要です。