Author: doyo
所谓字符串，顾名思义，就是一连串不间断的字符（注意，不间断不意味着不能有空格，事实上空格也是一种特殊的字符）。如果你学过OI，你可能经常使用一种“string”类型的字符串。但是，string是C++中才有的，在C语言中用不了。
在C语言中，我们使用的是一种被称之为“C风格字符串”的形式来描述字符串，即使用一个以“\0”结尾的char类型数组来存放字符串，例如：
char str[] = "Hello World!\0";
char类型用于定义字符变量。一个char类型变量占用一个字节（即1B，8bit）的内存空间，可以存放一个ASCII字符。这里的“\0”是一个字符，前面的“\”是一个转义符，表示它后面的一个字符（例如这里的“0”）不表示其原本的意思，而是一个特殊含义（例如“\n”不表示小写字母n而是换行）。所以，“\0”表示的不是一个ASCII码为0x30的字符“0”，而是一个ASCII码为0x00的空字符。所以，我们也可以说“C风格字符串”是以空字符为结尾的字符串。
一般情况下，我们也常常会省略字符串末尾的这个“\0”，因为在计算机内部存储字符串常量时会自动为其添加“\0”，所以，我们更常使用的是下面这种等价的定义方式：
char str[] = "Hello World!";
这个字符串长度为12（10个英文字母+1个空格+1个叹号），但实际需要占用13B的内存空间，因为“\0”也要占用1B的字节。
C语言中，比较常见的有四种方式：scanf()函数、gets()函数、read()函数和getchar()函数（我知道有同学会用cin，但那是C++才有的东西）。
scanf()函数用法与读入整数时类似：
char str[100]; // 给要读入的字符串留够空间！
scanf("%s", str);
我们使用占位符“%s”来表示字符串。此处我们传入的第二个参数str已经是一个指针了，所以我们不需要再对它取一次地址。
使用上述方法时，默认读入的字符串以空格为结尾，毕竟你不可能在终端中输入空字符。但这也导致它在处理字符串读入时可能不够灵活（例如它必须用两个“%s”占位符才能读入“Hello World!”）；同时，它也没有对读入字符串的长度做出限制（想想看，这会不会存在什么隐患？）。
gets()函数一次读入一整行：
char str[100];
gets(str);
上例中，将一整行字符串（即一个以“\n”作为结尾的字符串）读入到了str指向的数组中。注意，读入后，str[]存储的字符串中不会包含“\n”。
gets()函数是具有返回值的，它会在读入成功时返回指向读入字符串的指针（跟传入的参数相同），在发生错误或到达文件末尾时返回一个空指针。可以根据其返回值来判断是否完成了文件的读入。
同样，你也许注意到了，gets()函数也没有限制读入字符串的长度。
read()函数用于从文件中读取字符串，函数原型如下：
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
其中，参数fd是一个文件描述符（这是《操作系统》的内容），目前你可以简单地认为它是一个指向文件的指针；buf是你要存放读取内容的数组；count是你要读取的字符数。这个函数在读取成功时返回读取的字符数（这个值可能比count小，因为你可能提前读到了文件末尾），在失败时返回-1。
用例如下：
FILE *fd = fopen("/path/to/file", "r"); // 以只读权限打开文件
if (fd == NULL) { // 检查文件是否成功打开
printf("Failed to open file!\n");
} else {
char str[100];
int ret = read(fd, str, 99);
if (ret == -1) {
printf("Failed to read from file!\n");
}
fclose(fd); // 关闭文件
}
getchar()函数所以，我们有时也会使用getchar()函数作为替代，例如：
void myRead(char *str) { // 将字符串读入到从str开始的一段内存中
int i = 0;
char c;
while ((c = getchar()) != '\n') { // 检查读入的字符是否等于约定的字符串结尾字符，这里是'\n'
str[i++] = c;
if (i >= 99) { // 检查字符串长度是否超出了可接受的范围
while ((c = getchar()) != '\n')
; // 空循环，清空输入缓存，防止影响下一次读入
break;
}
}
str[i] = '\0'; // 注意字符串总是以'\0'作为结束
}
上面这种方法要灵活的多，因为它可以以你想要的字符来区分输入中的不同字符串，例如上例中展示的便是以“\n”来进行区分。你也可以使用其它字符，但注意，使用的字符必须是你能通过键盘输入的字符。
字符串的输出要简单的多，使用printf()函数即可，程序会在遇到“\0”时自动停止输出：
printf("%s", str);
也可以使用puts()函数，这个函数的不同之处在于它会自动在字符串输出结束后进行换行：
puts(str);
常见的字符串处理函数几乎都可以在string.h中找到。
字符串最基本的操作之一。
函数原型：
size_t strlen(const char *str)
该函数传入一个参数str，为目标字符串；返回一个整数值，表示str的长度（不计入字符串结尾的“\0”）。
字符串也是可以比较的，strcmp()将两个字符串从左至右依次比较ASCII值大小，直至出现不同字符或到达某一字符串结尾（“\0”）。
函数原型：
int strcmp(const char *str1, const char *str2)
传入的两个参数是我们要比较的两个字符串；返回值是一个有符号整数，满足：
str1 == str2 时，返回0；str1 < str2 时，返回一个负数（不一定是-1）；str1 > str2 时，返回一个整数（不一定是1）。连接字符串是指将两个字符串拼接在一起，例如将“Hello ”（注意结尾有空格）和“World!”拼成“Hello World!”。
函数原型：
char *strcat(char *dest, const char *src)
该函数将字符串src拼接在dest字符串的末尾；返回指向拼接得到的字符串的指针（其实就是dest）。
如果你足够仔细和谨慎，你或许会发现这个函数有个致命的漏洞：没有限制字符串的长度。这可能导致拼接后字符串长度超出了为它预设的内存空间大小。
例如，dest字符串为“Hello ”，但我们只为它预留了7B的内存空间（刚好放下这个6个字符和作为结尾的“\0”）；src字符串为“World!”；显然，此时将src拼接到dest之后，dest的长度便超出了我们实际允许它使用的内存空间大小。
上述这类问题就是大名鼎鼎的缓冲区溢出（buffer overflow），缓冲区就是指我们在内存中划定的一块特定大小的区域（你也可以简单地理解成一个数组）。缓冲区溢出可以造成非常严重的危害。借由这一漏洞，攻击者可以非法覆写内存（不要忘记，任何数据在内存都以0和1的形式存在），从而破坏数据乃至改变程序行为。
在上述实例代码中，我们特意将字符串占用空间声明得很小，并且移除了对读入字符串长度的检查，大家可以尝试通过溢出攻击，通过strcat修改第二个字符串的数据。
在CTF中，缓冲区溢出问题也是PWN方向重点研究的问题之一，我们会在相关课程中对这类问题作更深入的探讨，敬请期待。
介于缓冲区溢出问题的存在，我们更推荐采用下面这个函数来进行字符串拼接：
char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n)
这个函数引入了一个新的参数n，用来限制要追加的最大字符数。通过合理设置这个参数，可以有效应对缓冲区溢出的问题。
函数原型：
char *strcpy(char *dest, const char *src)
将src处的字符串复制到dest处；返回一个指向dest的指针。
这个函数与前文所述的strcat()类似，也存在缓冲区溢出问题，因此，我们更推荐采用下面这个函数来进行字符串复制：
char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n)
类似地，第三个参数n用来限制能复制的最大字符数。
函数原型：
char *strstr(const char *haystack, const char *needle)
在haystack中查找needle是否出现，若是，返回指向第一次找到needle时的位置的指针；否则，返回空指针。