STRDUP()-FUNKTION IN C

In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die Funktion strdup() in C mit ihrer Syntax, Beispiel, Komplexität, Vor- und Nachteilen.

Der strdup()-Funktion dupliziert eine bereitgestellte Zeichenfolge in der Programmiersprache C. Es akzeptiert eine Zeichenfolge mit a Nullterminierung als Argument. Es Ausgänge ein Zeiger auf eine neue dynamisch zugewiesene Zeichenfolge, die ein Duplikat ist (d. h. eine exakte Kopie ) der Eingabezeichenfolge.

Der strdup()-Funktion ist kein Teil davon gemeinsame C-Bibliothek . Es wird jedoch häufig als Bestandteil der Dienstprogramme zur Zeichenfolgenbearbeitung auf verschiedenen Plattformen angeboten. Es ist wie folgt definiert:

Syntax:

Es hat die folgende Syntax:

 char *strdup(const char *str);

Das Motiv der strdup()-Funktion ist es, eine zu erstellen doppelte Kopie einer gegebenen Zeichenfolge. Es dauert eine nullterminiert Zeichenfolge str als sein Argument und gibt einen Zeiger auf eine brandneue dynamisch zugewiesene Zeichenfolge zurück, die eine ist tatsächliche Nachbildung der authentischen Saite.

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Hier ist ein Schritt-für-Schritt-Aufschlüsselung davon, wie strdup() funktioniert normalerweise:

Die Funktion berechnet die Länge der Eingabe string str Verwendung der strlen()-Funktion . Es wird abgeschlossen, um die Menge an Speicher zu bestimmen, die zum Speichern der doppelten Zeichenfolge erforderlich ist.
Es weist a zu neuer Speicherblock um das zu behalten doppelte Zeichenfolge Verwendung der malloc()-Funktion . Die Größe des Speicherblocks wird durch Einschließen bestimmt 1 in der Länge der eingegebene Zeichenfolge . Der zusätzlich 1 ist für die Nullzeichen ('') das beendet die Zeichenfolge.
Wenn die Speicherzuweisung Ist fehlgeschlagen , Die strdup()-Funktion wird auch korrekt a zurückgeben Null Zeiger ( malloc() macht das Gleiche). Untersuchen der strdup() Der Rückgabewert der Funktion ist für den Umgang mit solchen Umständen von entscheidender Bedeutung.
Der Endausgabe der Funktion ist ein Zeiger auf den neu zugewiesenen Speicherblock, der die doppelte Zeichenfolge enthält.

Wir müssen die folgenden Probleme bei der Verwendung des beachten strdup()-Funktion :

Der strdup()-Funktion dynamisch zuordnen Erinnerung für die Reproduktionszeichenfolge. Deshalb ist es das Verantwortung des Programmierers um diesen Speicher freizugeben, wenn die Verwendung des nicht mehr erwünscht ist Loose()-Eigenschaft . Wenn der Speicher nicht freigegeben wird, kann es zu Speicherlecks kommen.

Im Allgemeinen ist es eine gute Wahl, die Verwendung zu vermeiden strdup()-Funktion bei großen Zeichenfolgen oder in Situationen, in denen die Speicherzuweisung erforderlich ist Thema . Seit der strdup()-Funktion Reserviert Speicher dynamisch, kann es ohne unzureichende Reminiszenz fehlschlagen.

Programm:

 #include #include #include int main() { const char *original = &apos;Hello, world!&apos;; char *duplicate = strdup(original); if (duplicate != NULL) { printf(&apos;Original string: %s
&apos;, original); printf(&apos;Duplicate string: %s
&apos;, duplicate); free(duplicate); // Release the dynamically allocated memory } else { printf(&apos;Memory allocation failed.
&apos;); } return 0; }

Ausgabe:

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

Erläuterung:

Fügen Sie wichtige Header-Dokumente hinzu:

stdio.h

Eingabe-/Ausgabeoperationen

String.h

Stdlib.h

dynamische Speicherzuweisung

Variablen definieren:

Unique ist ein Zeiger auf eine konstante Zeichenfolge 'Hallo Welt!' . Diese Zeichenfolge müssen wir replizieren.
Der Replik ist ein Hinweis auf eine Person. Die mit erstellte doppelte Zeichenfolge wird gespeichert strdup() .

Rufen Sie strdup() auf:

Der strdup()-Funktion heißt, vorbei an der Originalsaite als Streit . Es entsteht ein Replik von Originalsaite und gibt einen Zeiger auf die duplizierte Zeichenfolge zurück. Dieser Zeiger wird der doppelten Variablen zugewiesen.

Überprüfen Sie, ob die Speicherzuweisung ein Hit wird:

Das Programm prüft, ob es sich bei einem Duplikat nicht um ein Duplikat handelt Null Zeiger . Wenn strdup()-Funktion War es ein Fehler bei der Zuweisung von Speicher für die doppelte Zeichenfolge, wird es keine Duplikate mehr geben Null .

Original- und Duplikatzeichenfolgen drucken:

Wenn die Speicherzuweisung dreht sich um Schlag , dieses System druckt die authentisch Und Kopien Saiten verwenden printf()-Anweisungen . Der %s Formatbezeichner wird benutzt um Zeichenfolgen drucken .

Freier dynamisch zugewiesener Speicher:

Nach dem Drucken der Zeichenfolgen ruft dieses System auf kostenlos (Duplikat) um das zu starten dynamisch zugewiesener Speicher . Dieser Schritt ist wichtig, um Speicherlecks zu vermeiden.

Behandeln Sie Speicherzuordnungsfehler:

Wenn die Speicherzuweisung fehlgeschlagen ist (d. h. die strdup() Funktion des unteren Rückens a Null Zeiger ), druckt das Programm a Fehlermeldung Dies zeigt an, dass die Speicherzuweisung fehlgeschlagen ist.

Rückkehr von main():

Das Programm gibt 0 zurück , zeigt an erfolgreiche Ausführung , zum Arbeitsgerät.

Insgesamt demonstriert diese Anwendung die Verwendung von strdup()-Funktion eine Zeichenfolge kopieren, Tests für eine erfolgreiche Erinnerungszuteilung, und druckt die authentischen und kopierten Zeichenfolgen. Es behandelt auch den Fall, dass die Speicherzuweisung fehlschlägt.

Java-Zeichen in int

Komplexitätsanalyse:

Der Zeit Und Raumkomplexität des strdup()-Funktion kann wie folgt analysiert werden:

Zeitkomplexität:

Der Zeitkomplexität des strdup()-Funktion kann als linear betrachtet werden oder An) , in welchem N ist die Länge des Eingabezeichenfolge . Es liegt an der Tatsache strdup() umfasst zwei Hauptoperationen:

strlen()-Funktion

null Individuum ('')

O(n) Zeitkomplexität

Zeichenfolge

Kopiervorgang

strcpy()-Funktion

memcpy()-Funktion

O(n)-Zeitkomplexität

Daher kann die Gesamtzeitkomplexität von strdup() angenähert werden als: An) , Wo N ist die Periode der Eingabezeichenfolge .

Raumkomplexität:

Der Raumkomplexität des strdup()-Funktion ist ebenfalls linear bzw An) , in welchem N ist die Dauer des Eingabezeichenfolge . Es ist weil strdup() Reserviert dynamisch Speicher für die Reproduktionszeichenfolge und erfordert einen zusätzlichen Bereich zum Speichern der kopierten Zeichen.
Die Menge des zugewiesenen Speichers wird anhand der Skalierung der eingegebenen Zeichenfolge bestimmt. n + 1 , Wo N ist der Länge des Eingabezeichenfolge . Das Extra '+1' ist für die null Individuum ('') . Es ist dem beigefügt doppelte Zeichenfolgen Aufhören, um sicherzustellen, dass es Meilen sind nullterminiert .
Daher insgesamt Raumkomplexität von strdup() ist An) , in welchem N ist die Dauer des Eingabezeichenfolge .

Es ist erwähnenswert, dass die Echtzeit und der Platzbedarf kann durch Faktoren beeinträchtigt werden, Speicherverwaltungsaufwand, maschinenspezifische Optimierungen und die Implementierungsdetails der verwendeten C-Bibliothek. Diese Komplexitäten fungieren als bevorzugte Richtlinie zur Erkennung der allgemeinen Leistungsmerkmale des strdup()-Funktion .

Eigenschaften von strdup() in C:

Der strdup()-Funktion in C hat die folgenden Eigenschaften:

String-Duplizierung: Das wichtige Motiv der strdup()-Funktion besteht darin, ein Reproduktionsduplikat einer bestimmten Zeichenfolge zu erstellen. Es reserviert Speicher für die doppelte Zeichenfolge und kopiert den Inhalt der authentischen Zeichenfolge in den neu zugewiesenen Speicherblock.

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Dynamische Speicherzuweisung: Der strdup()-Funktion Reserviert dynamisch Speicher für die doppelte Zeichenfolge zu verwenden malloc()-Charakteristik . Bei dieser Methode wird der Speicher zur Laufzeit zugewiesen und kann mit dem gestartet werden free()-Funktion während es jetzt nicht benötigt wird.

Nullterminierung: Der doppelte Zeichenfolge erstellt von der strdup()-Funktion ist ebenfalls nullterminiert , ähnlich wie die authentische Saite . Der null Individuum ('') wird an den Anfang der Reproduktionszeichenfolge angehängt, um das Ende der Zeichenfolge zu markieren.

Zurückgegebener Zeiger: Der strdup()-Funktion gibt einen Zeiger auf den neu zugewiesenen Speicherblock zurück, der die enthält doppelte Zeichenfolge . Der Zeiger zeigt auf die erste Person der doppelten Zeichenfolge.

Fehlerbehandlung: Wenn die Speicherzuweisung fehlschlägt, wird die strdup()-Funktion gibt a zurück Null Zeiger um das Scheitern anzuzeigen. Testen des Rückgabewerts von strdup()-Funktion Es ist von entscheidender Bedeutung, solche Szenarien zu bewältigen und Ihnen den Zugriff auf nicht erfolgreich zugewiesenen Speicher zu ersparen.

Portabilität: Obwohl die strdup()-Funktion ist nicht immer Teil der üblichen C-Bibliothek, sondern normalerweise auf vielen Systemen als Teil der Dienstprogramme zur Zeichenfolgenbearbeitung verfügbar. Die Verfügbarkeit kann jedoch je nach Anbieter variieren spezifische Plattform oder Compiler .

Verantwortung für die Speicherverwaltung: Bei Verwendung des strdup()-Funktion , muss der Programmierer den dynamisch zugewiesenen Speicher für die Verwendung freigeben free()-Funktion sobald es nicht gewollt ist. Gelingt dies nicht, kann dies zu Speicherverlusten führen und dazu führen, dass das Programm im Laufe der Jahre übermäßig viele Erinnerungen verschlingt.

Kompatibilität mit Standard-String-Funktionen: Der doppelte Zeichenfolge zurückgegeben von der strdup()-Funktion Kann mit verschiedenen trendigen C-Saiten-Funktionen verwendet werden, da es weit entfernt ist nullterminierte Zeichenfolge . Es lässt herein saubere Integration mit vorhandenem Code, der Zeichenfolgen manipuliert.

Vorteile von strdup() in C:

Es gibt mehrere Vorteile strdup()-Funktion in C. Einige Hauptvorteile der Funktion strdup() sind folgende:

Bequemlichkeit und Einfachheit: Der strdup()-Funktion Optimiert den Vorgang des Kopierens einer Zeichenfolge durch Zusammenführen Speicherzuweisung Und String-Kopieren Methoden in einen einzigen Funktionsaufruf. Infolgedessen ist die Komplexität Und Lesbarkeit des Codes sind beides verringert , und Entwickler müssen für diese Aktivitäten keinen eindeutigen Code schreiben.

Lesbarkeit und Wartbarkeit des Codes: Verwendung der strdup()-Funktion , wird der Code lesbarer und selbsterklärender. Der Funktionsaufruf zielt tatsächlich darauf ab, eine Zeichenfolge zu duplizieren und so die Lesbarkeit des Codes zu verbessern. Es reduziert auch die Wahrscheinlichkeit von Fehlern im Zusammenhang mit der Zuweisung von Quellspeicher und dem Kopieren von Zeichenfolgen, was zu besser wartbarem Code führt.

Wiederverwendbarkeit des Codes: Der strdup()-Funktion ermöglicht die Erstellung wiederverwendbarer Codezusätze. Indem Sie die hervorragende Fähigkeit zum Duplizieren einer Zeichenfolge in einer separaten Funktion kapseln, können Sie die Funktion problemlos in mehreren Teilen Ihrer Codebasis wiederverwenden. Es fördert die Codemodularität und reduziert Redundanz.

Flexibilität bei der Speicherzuweisung: Seit der strdup()-Funktion Reserviert dynamisch Speicher für die doppelte Zeichenfolge und bietet Flexibilität bei der Verwaltung von Zeichenfolgen unterschiedlicher Länge. Sie müssen sich keine Gedanken über die Dimensionsgrenzen von Puffern fester Größe machen. Dies ist besonders nützlich bei der Verwaltung von Eingabezeichenfolgen unbekannter oder variabler Länge.

Pufferüberläufe vermeiden: Pufferüberlauf treten auf, wenn Informationen den zugewiesenen Speicherbereich überschreiten, was zu Sicherheitslücken und Anwendungsabstürzen führen kann. Verwendung der strdup()-Funktion können Sie Pufferüberlaufprobleme vermeiden, da die Funktion routinemäßig Speicher ausschließlich auf der Grundlage der Dauer der eingegebenen Zeichenfolge zuweist.

Speicheroptimierung: In einigen Fällen kann die Verwendung von strdup()-Funktion kann zu einer Speicheroptimierung führen. Wenn beispielsweise mehrere Variablen auf den gleichen String-Inhalt verweisen, wird der String mit dupliziert strdup() kann die Speichernutzung reduzieren, indem für jede Variable separater Speicher zugewiesen wird, anstatt den gesamten Speicherinhalt zu duplizieren.

Grenzen/Nachteile von strdup() in C:

Der strdup()-Funktion In C gibt es keine spezifischen Grenzen, die durch die weit verbreitete C-Sprache definiert werden. Das zugrunde liegende Gerät und die verfügbaren Ressourcen bestimmen jedoch sein Verhalten und seine Grenzen. Hier sind einige Probleme bezüglich der Grenzen bei der Verwendung des strdup()-Funktion :

Verfügbare Erinnerung: Die größte Einschränkung für die strdup()-Funktion ist der Verfügbarkeit der Erinnerung im System. Seit der strdup()-Funktion Weist der Reproduktionszeichenfolge dynamisch Speicher zu malloc() , kann die für die Zuordnung verfügbare Speichermenge den Umfang der Zeichenfolge einschränken, die dupliziert werden kann. Wenn nicht genügend Speicher zum Zuweisen der doppelten Zeichenfolge vorhanden ist, wird die strdup()-Funktion wird fehlschlagen und a zurückgeben Null Zeiger .

Umbenennen eines Verzeichnisses

Maximale Stringlänge: Der maximale Zeitraum einer Zeichenfolge, der mit dupliziert werden darf strdup()-Funktion wird durch die Größe des Erinnerungsblocks bestimmt, der zugeteilt werden kann. Auf Maximalsystemen wird die maximale Größe eines dynamisch zugewiesenen Speicherblocks durch Faktoren wie den verfügbaren physischen Speicher und die Struktur der Maschine bestimmt. Der size_t-Datentyp , das zur Darstellung der Skala von Reminiszenzblöcken verwendet wird, kann eine Grenze für die längste Zeichenfolgenperiode festlegen.

Implementierungsspezifische Grenzen: Der strdup()-Funktion Möglicherweise gelten durch das System oder die verwendete C-Bibliothek implemen- tierungsspezifische Einschränkungen. Diese Grenzwerte können je nach System und Compiler variieren. Es wird empfohlen, die Dokumentation oder die plattformspezifischen Ressourcen zu konsultieren, um etwaige durch die Implementierung auferlegte Einschränkungen zu erkennen.

Sicherheitsüberlegungen: Bei Verwendung des strdup()-Funktion , ist es wichtig, sich der Risiken für die Fähigkeitssicherheit bewusst zu sein, einschließlich Pufferüberlauf Schwachstellen. Seit der strdup()-Funktion Weist Speicher basierend auf der Dauer der eingegebenen Zeichenfolge zu. Wenn die eingegebene Zeichenfolge nicht vertrauenswürdig ist oder einen unbekannten Zeitraum hat, ist es wichtig, die Eingabe zu validieren und zu bereinigen, um Pufferüberläufe oder andere Sicherheitslücken zu verhindern.

Multithreading und Parallelität: Bei Verwendung des strdup()-Funktion In einer Multithread- oder gleichzeitigen Umgebung ist es wichtig, eine ordnungsgemäße Synchronisierung und Thread-Sicherheit sicherzustellen. Wenn mehrere Threads gleichzeitig versuchen, Zeichenfolgen zu duplizieren, Rennbedingungen Und Speicherbeschädigung kann entstehen. Richtige Synchronisationsmechanismen , wie zum Beispiel Schlösser oder Thread-sichere Speicherzuweisung , müssen genutzt werden, um diese Probleme abzumildern.

Speicherfragmentierung: Häufige Nutzung der strdup()-Funktion dazu beitragen kann Speicherfragmentierung im Laufe der Zeit. Speicherfragmentierung passiert, wenn nicht befestigter Speicher aufgeteilt wird klein , nicht zusammenhängende Blöcke, macht es zu einer Herausforderung große Speicherblöcke zuweisen . Obwohl der verfügbare Speicher ausreicht, kann es durchaus zu Fehlern bei der Speicherzuweisung kommen. Strategien wie Erinnerungsbündelung oder individuelle Erinnerung Allokatoren können dabei helfen, die Fragmentierung zu verringern.

Abschließend sind die Grenzen der strdup()-Funktion Entscheidend sind häufig der verfügbare Speicher auf dem Gerät, die Länge der dynamisch zugewiesenen Speicherblöcke und etwaige implemen- tierungsspezifische Regeln. Umgang mit Problemen bei der Speicherzuweisung und Berücksichtigung von Sicherheitsbedenken bei der Verwendung von strdup()-Funktion Das Kopieren von Zeichenfolgen ist von entscheidender Bedeutung.

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