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【C言語】strdup/strndup関数で文字列の複製と自作

悩んでいる人

C言語で文字列の複製と自作を教えて!

こういった悩みにお答えします.

本記事の信頼性

  • リアルタイムシステムの研究歴12年.
  • 東大教員の時に,英語でOSの授業.
  • 2012年9月~2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校コンピュータサイエンス学部2021年の世界大学学術ランキングで20位)で客員研究員として勤務.C言語でリアルタイムLinuxの研究開発
  • プログラミング歴15年以上,習得している言語: C/C++Solidity,Java,Python,Ruby,HTML/CSS/JS/PHP,MATLAB,Assembler (x64,ARM).
  • 東大教員の時に,C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」,C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」GitHubにオープンソースとして公開

こういった私から学べます.

strdup/strndup関数で文字列の複製

strdup/strndup関数は文字列を複製します.

strdup関数は,文字列sの複製である新しい文字列へのポインタを返します.

新しい文字列のためのメモリはmalloc関数で確保します.また,free関数で解放できます.

strndup関数も同様ですが,最大でnバイトを複製します.

sがnよりも長い場合,nバイトだけが複製され,終端に'\0'が追加されます.

strdup/strndup関数の利用例

strdup/strndup関数を利用するコードは以下になります.

実行結果は以下になります.

strdup/strndup関数の自作

strdup/strndup関数の自作関数は以下のコードになります.

自作関数のmystrdup/mystrndup関数では,malloc関数を利用していることに注意して下さい.

実行結果は以下になります.同じです.

strdupa/strndupa関数で文字列の複製

strdupa/strndupa関数で文字列を複製します.

strdupa/strndupa関数も,strdup/strdupa関数とそれぞれ同様の文字列を複製しますが,メモリ確保にalloca関数を利用する点が異なります.

また,strdupa/strndupa関数はGCC拡張なので,Visual Studioでは利用できないことに注意して下さい.

strdupa/strndupa関数の利用例

strdupa/strndupa関数を利用するコードは以下になります.

実行結果は以下になります.

strdupa/strndupa関数の自作

strdupa/strndupa関数の自作するためには,alloca関数を呼び出す必要があります.

alloca関数はスタックに自動的に解放されるメモリを割り当てます.

strdupa/strndupa関数内でalloca関数を呼び出すと,解放済みのメモリのアドレスが戻り値に入ってしまい,正常に動作しません.

そこで,strdupa/strndupa関数の自作では,強制的にインライン化する属性「__attribute__((always_inline))」を付けることで,正常に動作することができます.

strdupa/strndupa関数の自作関数は以下のコードになります.

自作関数のmystrdupa/mystrndupa関数では,alloca関数を利用していることに注意して下さい.

また,mystrdupa/mystrndupa関数を定義する時に「__attribute__((always_inline))」を付けています(60,72行目).

実行結果は以下になります.同様です.

まとめ

C言語のstrdup/strndup関数で文字列の複製と自作,GCC拡張のstrdupa/strndupa関数と自作を紹介しました.

これらの関数の違いは下表になります.

項目strdup関数strndup関数strdupa関数strndupa関数
概要文字列を複製文字列をn文字複製文字列を複製文字列をn文字複製
実行可能な開発環境GCC/Clang/Visual StudioGCC/Clang/Visual StudioGCC/ClangGCC/Clang
メモリ確保malloc関数malloc関数alloca関数alloca関数
メモリ解放free関数free関数不要不要

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