從零手寫 strcpy：字串複製的底層邏輯與防禦性程式設計

編輯：關於C語言

為什麼要手寫 strcpy？

理解指標運算、字串結束符機制
面試經典考題：考察 C 基礎與邊界條件處理
嵌入式/核心開發：無標準庫環境下的自給自足
安全強化：標準 strcpy 不檢查緩衝區大小，易導致溢位

標準庫 strcpy 簽名與語義

char *strcpy(char *restrict dest, const char *restrict src);

將 src 指向的字串（含 '\0'）複製到 dest
回傳 dest（鏈式呼叫用）
行為未定義：dest 空間不足、記憶體重疊

手寫版本演進：從朴素到健壯

版本 1：最小可行實現（教學用）

char *my_strcpy_v1(char *dest, const char *src) {
    char *ret = dest;
    while ((*dest++ = *src++) != '\0');
    return ret;
}

缺陷：無空指標檢查、無緩衝區長度檢查、dest 必須可寫。

版本 2：防禦性實現（生產級）

char *my_strcpy_v2(char *dest, const char *src) {
    if (!dest || !src) return NULL;           // 空指標防護
    
    char *ret = dest;
    while ((*dest++ = *src++) != '\0');       // 複製含結束符
    return ret;
}

版本 3：安全版 strcpy_s 風格（指定緩衝區大小）

/* 回傳 0 成功，非 0 失敗（ERANGE/EINVAL） */
int my_strcpy_s(char *dest, size_t destsz, const char *src) {
    if (!dest || !src || destsz == 0) return EINVAL;
    
    size_t i = 0;
    for (; i < destsz - 1 && src[i] != '\0'; ++i)
        dest[i] = src[i];
    
    if (i == destsz - 1 && src[i] != '\0') {  // 空間不足
        dest[0] = '\0';
        return ERANGE;
    }
    dest[i] = '\0';
    return 0;
}

核心邏輯解析：`while ((dest++ = src++) != '\0')`

*src++：取得當前字元，src 後移
*dest++ = ...：寫入當前位置，dest 後移
!= '\0'：判斷剛寫入的字元是否為結束符
若非 '\0' → 繼續迴圈；若是 → 結束符已寫入，迴圈結束

關鍵洞察：賦值運算式的值是被賦予的值，因此迴圈條件天然包含「複製並檢查結束符」的雙重語意。

測試驗證程式

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char src[] = "Hello, World!";
    char dest1[20], dest2[20], dest3[10];  // 最後一個故意太小
    
    // 版本 2 測試
    my_strcpy_v2(dest1, src);
    printf("v2: %s\n", dest1);
    
    // 安全版測試
    int r = my_strcpy_s(dest2, sizeof(dest2), src);
    printf("v3 (normal): %s, ret=%d\n", dest2, r);
    
    r = my_strcpy_s(dest3, sizeof(dest3), src);  // 空間不足
    printf("v3 (overflow): '%s', ret=%d (ERANGE=%d)\n", dest3, r, ERANGE);
    
    return 0;
}