如何在C语言中安全地读取用户输入

getline提供了一种更灵活的方法，可以在不破坏系统的情况下将用户数据读入程序。

在 C 语言中读取字符串是一件非常危险的事情。当读取用户输入时，程序员可能会尝试使用 C 标准库中的 gets函数。它的用法非常简单：

char *gets(char *string);

gets从标准输入读取数据，然后将结果存储在一个字符串变量中。它会返回一个指向字符串的指针，如果没有读取到内容，返回NULL值。

举一个简单的例子，我们可能会问用户一个问题，然后将结果读入字符串中：

#include 

输入一个相对较短的值就可以：

Where do you live?
Chicago

然而，gets函数非常简单，它会天真地读取数据，直到它认为用户完成为止。

但是它不会检查字符串是否足够容纳用户的输入。

输入一个非常长的值会导致gets存储的数据超出字符串变量长度，从而导致覆盖其他部分内存。

Where do you live?
Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch

最好的情况是，覆盖部分只会破坏程序。

最坏的情况是，这会引入一个严重的安全漏洞，恶意用户可以通过你的程序将任意数据插入计算机的内存中。

这就是为什么在程序中使用 gets函数是危险的。

使用gets，你无法控制程序尝试从用户读取多少数据，这通常会导致缓冲区溢出。

安全的方法

fgets函数历来是安全读取字符串的推荐方法。

此版本的gets提供了一个安全检查，通过仅读取作为函数参数传递的特定数量的字符：

char *fgets(char *string, int size, FILE *stream);

fgets函数会从文件指针读取数据，然后将数据存储到字符串变量中，但最多只能达到size指定的长度。我们可以更新示例程序来测试这一点，使用fgets而不是gets：

#include 

如果编译运行，你可以在提示符后输入任意长的城市名称。

但是，程序只会读取 size= 10 数据存储到字符串变量中。

因为 C 语言在字符串末尾会添加一个空（\0）字符，这意味着fgets只会读取 9 个字符到字符串中。

Where do you live?
Minneapolis

虽然这肯定比 fgets读取用户输入更安全，但代价是如果用户输入过长，它会“切断”用户输入。

新的安全方法

更灵活的解决方案是，如果用户输入的数据比变量可能容纳的数据多，则允许字符串读取函数为字符串分配更多内存。

根据需要调整字符串变量大小，确保程序始终有足够的空间来存储用户输入。

getline函数正是这样。它从输入流读取输入，例如键盘或文件，然后将数据存储在字符串变量中。

但与fgets和gets不同，getline使用realloc调整字符串大小，确保有足够的内存来存储完整输入。

ssize_t getline(char **pstring, size_t *size, FILE *stream);

getline实际上是一个名为getdelim的类似函数的装饰器，它会读取数据一直到特殊分隔符停止。

本例中，getline使用换行符（\n）作为分隔符，因为当从键盘或文件读取用户输入时，数据行由换行符分隔。

结果证明这是一种更安全的方法读取任意数据，一次一行。

要使用 getline，首先定义一个字符串指针并将其设置为NULL，表示还没有预留内存，再定义一个size_t类型的“字符串大小” 的变量，并给它一个零值。

当你调用getline时，你需要传入字符串和字符串大小变量的指针，以及从何处读取数据。

对于示例程序，我们可以从标准输入中读取：

#include 

使用 getline读取数据时，它将根据需要自动为字符串变量重新分配内存。

当函数读取一行的所有数据时，它通过指针更新字符串的大小，并返回读取的字符数，包括分隔符。

Enter a really long string:
Supercalifragilisticexpialidocious
getline returned 35

注意，字符串包含分隔符。对于 getline，分隔符是换行符，这就是为什么输出中有换行符的原因。

如果你不想在字符串值中使用分隔符，可以使用另一个函数将字符串中的分隔符更改为空字符。

通过 getline，程序员可以安全地避免 C 编程的一个常见陷阱：你永远无法知道用户可能会输入哪些数据。

这就是为什么使用gets不安全，而fgets又太笨拙的原因。

相反，getline提供了一种更灵活的方法，可以在不破坏系统的情况下将用户数据读入程序。