【软件安全】fgets / strncpy / gets（不安全） / snprintf的对比 - 指南

fgets / strncpy / gets / snprintf 做一个系统对比
gets 禁用 历史罪人
fgets 输入首选
strcpy = 无上限写 → 典型溢出源（更糟）。
strncpy = 有上限但可能不终止 → 容易踩坑，不是“安全 strcpy”。
snprintf：格式化输出首选

总览速查表

函数	典型签名	作用	上界控制	是否保证以 '\0' 结尾	常见坑点	结论
fgets	char *fgets(char *s, int n, FILE *fp)	从流（如 stdin）读入一行	是：最多读 n-1 个字节	保证（若 n>0 且成功读到）	可能把换行符也读进来；EOF/错误时返回 NULL	首选的行输入；读完可“去掉换行”
strncpy	char *strncpy(char *dst, const char *src, size_t n)	拷贝最多 n 个字符	是：最多拷 n	不保证（当 src 长度 ≥ n 时不补 '\0'）	易产生无终止和静默截断；短源会用 '\0' 填充剩余部分（低效）	不推荐当作安全版 strcpy；仅在定长记录场景可用
gets	char *gets(char *s)	从 stdin 读一行	否：完全无上界	不适用	经典缓冲区溢出通道；已在 C11 移除	禁止使用
snprintf	int snprintf(char *s, size_t n, const char *fmt, …)	格式化输出到缓冲区	是：最多写入 n-1 个可见字符	保证（C99+ 当 n>0）	截断会发生；须检查返回值（需要的长度）	首选的格式化写入；可用返回值做容量检查/重分配

---

1) fgets —— 读取字符串的首选输入 API

如何工作

• 最多读取 n-1 个字符，遇到换行或 EOF 停止，把读到的内容放进 s，并写入终止 '\0'。
• 若缓冲区足够大且读到换行，换行也会留在字符串里（常见“尾部多一个 \n”的问题）。

返回值

• 成功：返回 s；失败（EOF/错误且没有读取到字符）：返回 NULL。

常见坑

• 忘了去掉尾部 \n 导致比较/打印时异常。
• 把 n 写成缓冲区大小以外的值。

推荐用法（去掉尾部换行）

char buf[256];
if (fgets(buf, sizeof buf, stdin)) {
// 去掉尾部换行
buf[strcspn(buf, "\n")] = '\0';
// 使用 buf …
}

适用场景

• 从 stdin/文件读入文本行，有上界且自动 NUL 终止，最安全易用。

---

2) strncpy —— 不是“安全 strcpy”，更像“定长区域拷贝”

如何工作

• 从 src 拷贝最多n 个字符到 dst：

  • 若 src 长度 < n，用 '\0' 填满剩余（零填充行为）。
  • 若 src 长度 ≥ n，不会写入终止 '\0'（这点最危险）。

返回值

• 返回 dst 指针。

常见坑

• 当 src 较长时，dst无 '\0' 终止，随后对 dst 做字符串操作（如 printf("%s", dst) / strlen(dst)）会越界读取。
• 被误当成“有界且总是安全”的复制函数；而零填充还会造成无谓的性能损耗。

安全使用（若非用不可）

char dst[16];
strncpy(dst, src, sizeof dst - 1);
dst[sizeof dst - 1] = '\0';  // 手动确保终止

更好的替代

• POSIX：strlcpy(dst, src, sizeof dst)（非标准，但常见于 BSD/部分 Linux 发行版）。
• 纯标准场景：已知长度时用 memcpy + 手动 '\0'；或直接用 snprintf。

适用场景

• 固定长度字段（如结构体里的定长数组，二进制记录），需要零填充才能对齐/复用的情况。不适合一般字符串复制。

---

3) gets —— 历史罪人，已被删除

问题本质

• 不进行边界检查，读入直到换行/EOF，极易缓冲区溢出。
• C11 起已从标准库移除；大多数现代编译器会报错或强烈警告。

替代

• 用 fgets(buf, sizeof buf, stdin)。

结论

• 永远不要使用。

---

4) snprintf —— 安全的格式化输出首选

如何工作

• 把格式化后的字符串写入 s，最多写 n-1 个字符并自动补 '\0'（C99+ 前提：n>0）。

• 返回值：欲写入的总长度（不含终止符）。

  • 若返回值 >= n，说明发生了截断；可据此扩容并重试。

示例：一次写入，检查截断

char buf[32];
int need = snprintf(buf, sizeof buf, "user=%s id=%d", user, id);
if (need < 0) {
// 格式化失败（很少见）
} else if ((size_t)need >= sizeof buf) {
// 截断发生：need 是所需大小（不含 '\0'）
// 可选择：分配 need+1 大小重试
}

避免的坑

• 忽视返回值，导致静默截断、关键信息丢失。
• 传错 n（应当是缓冲区真实大小）。

适用场景

• 一切“打印到字符串”的需求；替代 sprintf / vsprintf。

---

该选谁？（实践建议）

• 读文本行 → 用 fgets，随后按需去掉换行。
• 格式化拼接 → 用 snprintf，并检查返回值是否截断。
• 二进制/定长记录拷贝 → 特殊场景可用 strncpy（随后手动终止或只作定长字段拷贝，不当作 C 字符串）。
• 禁止 → gets（已移除，安全性极差）。

---

常见安全替代 & 小技巧

• 去换行：buf[strcspn(buf, "\n")] = '\0';
• 拼路径/键值：统一用 snprintf，避免 strcat/strcpy。
• 要“安全复制字符串”：优先 snprintf(dst, n, "%s", src) 或 strlcpy（若可用）。
• 读取整行且不丢字符：fgets 循环读取直到遇到 \n，或使用 POSIX getline（自动扩容，非 C 标准）。

---

迷你示例：综合使用

// 从 stdin 读一行用户名，然后安全拼接日志前缀
char user[64];
if (!fgets(user, sizeof user, stdin)) {
fprintf(stderr, "input error\n");
return 1;
}
user[strcspn(user, "\n")] = '\0';  // 去掉尾部换行
char line[128];
int need = snprintf(line, sizeof line, "[login] user=%s", user);
if (need < 0) {
fprintf(stderr, "format error\n");
return 1;
}
if ((size_t)need >= sizeof line) {
fprintf(stderr, "truncated: needed %d bytes\n", need + 1);
// 可选择：动态分配 need+1 继续写
}
puts(line);

---

小结

• gets：禁用；fgets：读输入首选；snprintf：格式化输出首选（记得看返回值）；strncpy：不是安全版 strcpy，除定长记录外尽量避免，并手动补 '\0'。