C 標準庫函數詳解：strncmp — 區分大小寫比較字串前 N 個字元

函數原型

#include <string.h>
int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);

功能描述

按字典序（基於字元 ASCII/編碼值）比較字串 s1 和 s2 的前 n 個字元。**區分大小寫**。若在比較 n 字元前遇到任一字串結束符 \\0，則提前停止比較。

參數與返回值

• 參數：s1, s2 為待比較字串；n 為最大比較字元數。
• 返回值：
  • < 0：s1 小於 s2。
  • = 0：前 n 字元相等（或均提前遇到 \\0）。
  • > 0：s1 大於 s2。

範例程式碼

// strncmp_demo.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    const char *s1 = "Hello, Programmers!";
    const char *s2 = "Hello, programmers!"; // 差異在 'P' (80) vs 'p' (112)
    int r;

    // 1. 比較前 6 字元 "Hello," -> 相同
    r = strncmp(s1, s2, 6);
    printf("比較前 6: %d (預期 0)\n", r);

    // 2. 比較前 10 字元 "Hello, Pro" vs "Hello, pro" -> 'P' vs 'p' 差異
    r = strncmp(s1, s2, 10);
    printf("比較前 10: %d (預期負數, 'P' < 'p')\n", r);

    // 3. 比較 "abc" vs "abcdef" 前 5 字元 -> s1 結束，s1 < s2
    r = strncmp("abc", "abcdef", 5);
    printf("'abc' vs 'abcdef' 前5: %d (負數)\n", r);

    // 4. 與 strcmp 差異：strcmp 比較到 \\0 結束；strncmp 限制長度
    printf("strcmp: %d\n", strcmp(s1, s2));
    printf("strncmp (len=20): %d\n", strncmp(s1, s2, 20));

    return 0;
}

執行結果

比較前 6: 0 (預期 0)
比較前 10: -32 (預期負數, 'P' < 'p')
'abc' vs 'abcdef' 前5: -100 (負數, '\\0' < 'd')
strcmp: -32
strncmp (len=20): -32

核心應用場景

1. 固定長度協議解析：網路封包、二進制檔案頭部、固定寬度欄位（如舊式資料庫記錄）的關鍵字匹配。
2. 前綴匹配：檢查字串是否以特定前綴開頭（如 strncmp(str, "HTTP/", 5) == 0）。
3. 排序比較函數：qsort 或 bsearch 的比較回調中，僅比較關鍵字前綴。
4. 安全比較：避免比較超出緩衝區範圍（配合已知長度使用）。

注意事項

• 返回值大小無意義：標準僅保證符號（正/負/零），具體數值視實現而定（通常為首對差異字元的差值）。**不可**假設返回值為 -1, 0, 1。
• n = 0：直接返回 0，不存取記憶體（安全）。
• 簽名字元陷阱：char 是否有號視編譯器而定。比較非 ASCII 字元（>127）時，建議轉為 unsigned char 比較或使用 memcmp。

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