Linux：sprintf、snprintf、vsprintf、asprintf、vasprintf比较

2024-04-11 07:20
文章标签 linux 比较 sprintf vsprintf snprintf asprintf vasprintf

本文主要是介绍Linux：sprintf、snprintf、vsprintf、asprintf、vasprintf比较，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

这些函数都在stdio.h里，不过不同系统不同库，有些函数不一定提供。

1. sprintf

函数原型：

int sprintf (char *str, const char *format, ...);
extern int sprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...);

功能是将格式化输出，打印到str所指向的字符串内存里边，参数str是一已分配好的内存，后面跟随格式化输出。使用和printf类似，只是sprintf输出到字符串内。
例子：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int test_sprintf()
{char *s1 = malloc(16 * sizeof(char));memset(s1, 16, 0);int ret = sprintf(s1, "sprintf %s %d", "test1", 7); // 测试正常用法printf("ret=%d, s1=%s,\n", ret, s1);memset(s1, 16, 0);ret = sprintf(s1, "0123456789 %s %d", "123456", 7); //测试超过长度printf("ret=%d, s1_strlen=%d, s1=%s,\n", ret, strlen(s1), s1);free(s1);char s2[16] = {0};ret = sprintf(s2, "sprintf %s, %d", "t2", 8); // 测试正常用法printf("ret=%d, s2=%s\n", ret, s2);ret = sprintf(s2, "0123456789 %s %d", "123456", 7); // 测试超过长度printf("ret=%d, s2=%s\n", ret, s2);char *s3 = NULL;ret = sprintf(s3, "sprintf %s, %d", "test3", 8); // 测试空指针printf("ret=%d, s2=%s", ret, s3);
}int main()
{test_sprintf();return 0;
}

输出结果:

ret=15, s1=sprintf test1 7, # 返回值为实际字符串的长度，不含'\0'
# 当格式化字符串长度超过已申请的内存大小，依然会执行，不报错，发生内存踩踏，
# 这将导致概率性运行内存错误（访问到不可访问的内存时会奔溃）
# 返回值依然是实际打印的格式化字符串的长度
ret=19, s1_strlen=19, s1=0123456789 123456 7,
ret=13, s2=sprintf t2, 8
ret=19, s2=0123456789 123456 7 # 也一样的
Segmentation fault # 目标指针是空指针时，编译不报错，运行奔溃

可见sprintf不会对内存长度进行检查，导致内存越界访问，踩踏后程序可能依然正常运行，很不容易发现问题，建议使用安全函数。

2. snprintf

函数原型

int snprintf (char *str, size_t maxlen, const char *format, ...);
/* Maximum chars of output to write in MAXLEN.  */
extern int snprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen, const char *__restrict __format, ...)；

用法也与printf类似，也是把格式化字符串输出给一块str所指向的char类型的内存数组（空间）,maxlen是要写入的最大数目，超过n会被截断，后面则与printf一样的格式化字符串。
返回值： 成功则返回参数str 字符串长度，失败则返回-1，错误原因存于errno 中。需要注意的是snprintf的返回值是欲写入的字符串（即源字符串）长度，而不是实际写入的字符串度。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int test_snprintf()
{char *s1 = malloc(16 * sizeof(char));memset(s1, 16, 0);int ret = snprintf(s1, 16, "sprintf %s %d", "test1", 7); // 测试正常用法printf("ret=%d, s1=%s,\n", ret, s1);memset(s1, 16, 0);ret = snprintf(s1, 16, "0123456789 %s %d", "123456", 7); //测试超过长度printf("ret=%d, s1_strlen=%d, s1=%s,\n", ret, strlen(s1), s1);free(s1);char s2[16] = {0};ret = snprintf(s2, sizeof(s2), "sprintf %s, %d", "t2", 8); // 测试正常用法printf("ret=%d, s2=%s\n", ret, s2);ret = snprintf(s2, sizeof(s2), "0123456789 %s %d", "123456", 7); // 测试超过长度printf("ret=%d, s2=%s\n", ret, s2);char *s3 = NULL;ret = snprintf(s3, 0, "sprintf %s, %d", "test3", 8); // 测试空指针printf("ret=%d, s2=%s\n", ret, s3);
}int main()
{test_snprintf();return 0;
}

输出结果:

ret=15, s1=sprintf test1 7,
# 返回值是字符串实际长度，但未发生内存越界，字符串截断成内存大小，且留有'\0'
ret=19, s1_strlen=15, s1=0123456789 1234,
ret=13, s2=sprintf t2, 8
ret=19, s2=0123456789 1234 # 栈上内存也一样
ret=16, s2=(null) # 当传入空指针时，可获得存放格式化输出需要多少字节内存

snprintf通过限定maxlen（通常是申请的内存大小），保证内存不被越界访问。传入空指针的情况，可用于获取存放格式化字符串需要多少内存，用于malloc。

3. vprintf

        使用参数列表发送格式化输出到标准输出 stdout，函数定义：

int vprintf(const char *format, va_list arg)；
/* Write formatted output to stdout from argument list ARG.
   This function is a possible cancellation point and therefore not
   marked with __THROW.  */
extern int vprintf (const char *__restrict __format, _G_va_list __arg);

        参数arg： 一个表示可变参数列表的对象。这应被 中定义的 va_start 宏初始化。
返回值：如果成功，则返回写入的字符总数，否则返回一个负数。
例子：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>void WriteFrmtd(char *format, ...)
{va_list args;va_start(args, format);vprintf(format, args); // 传入参数列表va_end(args);
}int main ()
{WriteFrmtd("%d variable argument\n", 1);WriteFrmtd("%d variable %s\n", 2, "arguments");return(0);
}
// 输出结果
/*
1 variable argument
2 variable arguments
*/

与printf类似，能够用于构建出自己的不定参数的函数。

4. vsprintf

        有了vprintf理解，也就很好理解vsprintf了，vsprintf只是输出目标换成一char内存区域（或叫字符串）。

int vsprintf(char *str, const char *format, va_list arg)；
 
/* Write formatted output to S from argument list ARG.  */
extern int vsprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format,  _G_va_list __arg) __THROWNL;

        vsprintf将格式化后的字符串输出到一个已经分配好的缓冲区中，需要手动指定缓冲区的大小。
返回值：如果成功，则返回写入的字符总数，否则返回一个负数。

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>char buffer[80];
int vspfunc(char *format, ...)
{va_list aptr;int ret;va_start(aptr, format);ret = vsprintf(buffer, format, aptr); // 传入参数列表va_end(aptr);return(ret);
}int main()
{int i = 5;float f = 27.0;char str[50] = "runoob.com";vspfunc("%d %f %s", i, f, str);printf("%s\n", buffer);return(0);
}
// 输出结果：5 27.000000 runoob.com

可见写入str时也有安全风险。

5. vsnprintf

        与第二个snprintf函数类似，多了个限定内存maxlen，更加安全，其他用法一致。

int vsnprintf (char *str, size_t maxlen, const char *format, va_list arg);// 简化声明
int vsnprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen, const char *__restrict __format, _G_va_list __arg);

6. asprintf

        vasprintf会自动分配足够大的缓冲区来存储格式化后的字符串，并将指向该缓冲区的指针作为返回值。ptr传入已空指针即可。

int asprintf (char **ptr, const char *fmt, ...)
int asprintf (char **__restrict __ptr, const char *__restrict __fmt, ...)

asprintf在有些系统库里没有提供，可用以下方法替换asprintf函数：
方法一

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int test_asprintf(char **buf, const char *fmt, ...)
{va_list ap;va_start(ap, fmt);int ret = vasprintf(buf, fmt, ap);if (ret < 0) {*buf = NULL;}va_end(ap);return ret;
}

        但很多系统同样也没提供vasprintf函数，可使用方法二替换asprintf函数，功能一致：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int test_asprintf(char **buf, const char *fmt, ...)
{*buf = NULL;va_list ap;va_start(ap, fmt);int count = vsnprintf(NULL,  0, fmt, ap);va_end(ap);if (count < 0) {return count;}char *buffer = malloc(count + 1);if (buffer == NULL) {return -1;}buffer[count] = 0;va_start(ap, fmt);count = vsnprintf(buffer,  count + 1, fmt, ap);if (count < 0) {free(buffer);} else {*buf = buffer;}va_end(ap);return count;
}

使用参数列表过程中，这里发现过一个问题

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int dsl_append_sprintf(char **buf, const char *fmt, ...)
{//错误写法va_list ap;va_start(ap, fmt);*buf = NULL;int count = vsnprintf(NULL,  0, fmt, ap);if (count >= 0) {char *buffer = malloc(count + 1);if (buffer != NULL) {buffer[count] = 0;count = vsnprintf(buffer,  count + 1, fmt, ap);if (count < 0) {free(buffer);} else {*buf = buffer;}}}va_end(ap);return count;
}
int main()
{char *buffer;dsl_append_sprintf(&buffer, "str= %s, data= %d\n", "test", 25);printf("%s", buffer);return 0;
}
// 输出 str= , data= 2564972

        这里的写法是只用了一次va_start，被vsnprintf两次使用，导致第二次使用时，拿到的是错误的内存值。

7.vasprintf

        这个和asprintf类似，只是参数是va_list

/* Write formatted output to a string dynamically allocated with `malloc'.
   Store the address of the string in *PTR.  */
extern int vasprintf (char **__restrict __ptr, const char *__restrict __f,  _G_va_list __arg)

8. fprintf

/* Write formatted output to STREAM.
   This function is a possible cancellation point and therefore not
   marked with __THROW.  */
extern int fprintf (FILE *__restrict __stream,  const char *__restrict __format, ...);

9. vfprintf

/* Write formatted output to S from argument list ARG.
 
   This function is a possible cancellation point and therefore not
   marked with __THROW.  */
extern int vfprintf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format,  _G_va_list __arg);
 

10. vdprintf

/* Write formatted output to a file descriptor.  */
extern int vdprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt,  _G_va_list __arg)

这篇关于Linux：sprintf、snprintf、vsprintf、asprintf、vasprintf比较的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/893430。

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