strlen复制二维数组报错

问题描述

定义：

char state[8][16];
char statenew[8][16];

将函数中二维数组 statenew 复制到 state 时报错。

最初使用 for 循环逐一复制，运行正常：

void CopyToState(char state[][16], char statenew[][16]) {
	for (int i = 0; i < 8; ++i) {
		for (int j = 0; j < 16; ++j) {
			state[i][j] = statenew[i][j];
		}
	}
}

后来为了节省时间开销使用 memcpy 函数 ¹ ：

void CopyToState(char state[][16], char statenew[][16]) {	// 尝试更改为内存复制
	memcpy(state, statenew, strlen(statenew));
}

运行几轮 memcpy 后出现访问冲突：

0x7A773682 (vcruntime140d.dll)处(位于 SquareAttack_2.exe 中)引发的异常: 0xC0000005: 写入位置 0x01380050 时发生访问冲突。

解决方案

Step 1：将 strlen 函数更改为 sizeof 运算符

设断点调试，发现每运行一次 memcpy，state 数组先前的数据会被整体复制一份到 8 字节后的更高地址，原先的位置再被 statenew 的数据覆盖。多次运行直到出现访问冲突。

与此同时，查看 strlen(*statenew) 的大小，发现 memcpy 函数每迭代一次，strlen(*statenew) 的大小逐步增加，且多次运行均保持稳定。

根据 strlen 函数²的描述，strlen 函数计算的字符串长度直到空结束字符，而非字符串数组中不存在 '\0'，因此 strlen 测量的 statenew 数组大小不符合实际大小，需更改为 sizeof 运算符。

void CopyToState(char state[][16], char statenew[][16]) {	// 尝试更改为内存复制
	memcpy(state, statenew, sizeof(statenew));
}

再次运行，访问冲突消失，但程序陷入死循环。

Step 2：将 sizeof(statenew) 更改为 8 * sizeof (*statenew)

设断点调试，发现每运行一次 sizeof 运算符，数组只复制前 16 字节内容。查看 sizeof(*statenew) 大小，发现大小仅为 16。

由于 statenew 数组是由外部传参，传入的 statenew[][16] 是指向一维数组的指针³，sizeof 运算符计算的是指针的长度，因此输出一维数组指针大小 16。

将 sizeof(statenew) 更改为 8*sizeof(statenew) ，再次运行依旧陷入死循环。调试发现此时 memcpy 函数仅复制前 32 字节。

将 sizeof(statenew) 提出语句外，调试发现大小仅为 4 字节。

void CopyToState(char state[][16], char statenew[][16]) {	// 尝试更改为内存复制
	size_t size = sizeof(statenew);
	memcpy(state, statenew, size);
}

根据 sizeof 运算符描述⁴，sizeof 运算符用于计算数据类型的字节大小。由于 32 位计算机上一个地址的内存单元编号占 4 字节，故一个指针在 32 位计算机上也占 4 个字节，与指针的数据类型无关⁵。

据此，将代码更改如下：

void CopyToState(char state[][16], char statenew[][16]) {	// 尝试更改为内存复制
	memcpy(state, statenew, 8 * sizeof(*statenew));
}

通过将 statenew 更改为 *statenew，使计算的长度由指针的字节大小更改为指针地址指向空间的字节大小，即一维数组的大小³，将其乘以一维数组个数，得到二维数组整体大小。

总结

1. strlen 函数用于计算字符串的长度，直到空结束字符（‘\0’）计算结束，单位为字节。
2. sizeof 运算符用于计算数据类型的长度，单位为字节。
3. 指针大小与数据类型无关，仅与计算机 CPU GPRs（General-Purpose Registers，通用寄存器）的数据宽度有关。在 32 位计算机上，一个指针占 4 个字节，在 64 位计算机上，一个指针占 8 个字节。
4. 二维数组使用数组名作为形参时，传入的指针指向数组中的一维数组，指针指向的数据类型长度即为一维数组长度。

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1. C 库函数 – memcpy() | 菜鸟教程 ↩︎

2. C 库函数 – strlen() | 菜鸟教程 ↩︎

3. 参数传递二维数组 ↩︎ ↩︎

4. C++ sizeof 运算符 | 菜鸟教程 ↩︎

5. 一个指针占几个字节？原理是什么呢？_AsiaSun.的博客-CSDN博客 ↩︎