C 語言字串複製深度解析：strdup 避免常數區修改陷阱

C 語言字串複製：strdup 實戰指南

C 語言字串字面常數儲存在唯讀常數區，嘗試修改導致未定義行為（通常崩潰）。strdup 在堆上分配記憶體並複製字串，提供可修改的副本，是字串處理的安全基石。

問題場景

char *s = "hello c";   // s 指向唯讀常數區
s[0] = 'a';            // 崩潰！Segmentation fault

char arr[] = "hello c"; // arr 在堆疊，內容為副本，可修改
arr[0] = 'a';           // OK

char *p = arr;          // p 指向堆疊陣列
p[0] = 'b';             // OK，但修改的是 arr

strdup 解決方案

#include <string.h>  // POSIX 標準，非 C 標準庫
#include <stdlib.h>  // free 需要

char *s = "hello c";
char *copy = strdup(s);  // malloc + strcpy，返回堆上副本

copy[0] = 'a';           // 安全修改
copy[1] = 'b';
printf("原字串: %s\n", s);      // hello c
printf("副本: %s\n", copy);     // abllo c

free(copy);  // 必須釋放！

strdup 內部實現原理

char *strdup(const char *s) {
    size_t len = strlen(s) + 1;  // 含結束符
    char *p = malloc(len);
    if (p) memcpy(p, s, len);
    return p;  // 失敗返回 NULL
}

跨平台注意事項

• POSIX 標準：Linux/macOS 內建，<string.h>
• Windows (MSVC)：_strdup，需 <string.h> 或 <stdlib.h>
• 可攜性寫法：

  #ifdef _WIN32
  #define strdup _strdup
  #endif

• C23 標準化：strdup 正式納入 C23，未來可直接使用

手動實現替代方案

char *my_strdup(const char *s) {
    if (!s) return NULL;
    size_t len = strlen(s) + 1;
    char *p = malloc(len);
    if (p) strcpy(p, s);
    return p;
}

相關函數對比

最佳實踐

1. 字面常數需修改時，必須 先 strdup 到堆
2. 複製後記得 free，避免洩漏
3. 檢查返回值 NULL（OOM 情況）
4. 偏好 strndup 限制長度，防止惡意長字串耗盡記憶體