strcpy 可以在 Arduino 上编辑内存地址吗？

Question

我正在从串行总线解析 char 数组，并将它们的内容复制到全局数组中，以便处理到其他函数中。当我重复使用 strcpy() 和 strtok() 时，我注意到奇怪的行为。使用 Arduino Mega，重复调用 strcpy 会破坏内存地址吗？

这是用于低级仪器，让 Arduino 作为本地微控制器通过串行接收命令。我已经完成了几种不同的初始化全局数组的方法，包括；

//char testDate = "YYmmDD"; //failed
//char testDate[6] = "";
//char testDate[6] = "YYmmDD";
//char testDate[6] = {'Y', 'Y', 'm', 'm', 'D', 'D'};
//char testTime = "HHMMSS"; //failed
//char testTime[6] = "";
//char testTime[6] = "HHMMSS";
//char testTime[6] = {'H', 'H', 'M', 'M', 'S', 'S'};
//char logfile[24] = "BATCH_YYmmDD_HHMMSS$.txt"; // 20 + 4, exact size
//char logfile[24] = {' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' '};

//char testDate[6] = ""; // Null
//char testTime[6] = ""; // Null
char testDate[6] = {'Y', 'Y', 'm', 'm', 'D', 'D'};
char testTime[6] = {'H', 'H', 'M', 'M', 'S', 'S'}; // is appending?
char logfile[24] = ""; // Null

最简单形式的演示代码；

#include <String.h>

char gva_logfile[24] = {' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' '};
char gva_testDate[6] = {'Y', 'Y', 'm', 'm', 'D', 'D'}; // is appending?
char gva_testTime[6] = {'H', 'H', 'M', 'M', 'S', 'S'}; 

char lva_testDate[6];

//String y = "BATCH|190117;151442$";
//int lan = y.length(); // should be 20

char x[20] = "BATCH|190117;151442$";
int lan = strlen(x);
//y.toCharArray(x, lan);
//strcpy(x, y);
//y.toCharArray(x, 20);

//strcpy(x, "BATCH|190117;151442$");

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);

  Serial.print("<");
  for(int i=0; i<6; i++){
    Serial.print(gva_testDate[i]); // works
    //Serial.print(gva_testTime[i]); // works
  }
  Serial.println(">"); 
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  char tele[6] = {' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '};
  while(1){
    char flarb[lan];
    strcpy(flarb, x);
    //Serial.println(flarb);

    if(strstr(flarb, "BATCH|")){
      char * strtokIndx;
      strtokIndx = strtok(x, "|");
      //strcpy(tele, strtokIndx);     // did nothing?
      strtokIndx = strtok(NULL, ";");
      strcpy(gva_testDate, strtokIndx); // missing?

      Serial.println(gva_testDate); // Not missing
      for(int i=0; i<6; i++){
        lva_testDate[i] = gva_testDate[i];  
      }      

      strtokIndx = strtok(NULL, "$");
      strcpy(gva_testTime, strtokIndx); // is fine...

      Serial.println(gva_testDate); // MISSING
      Serial.println(lva_testDate);

      if(strstr(gva_testDate, "YYmmDD")!=NULL || strstr(gva_testTime, "HHMMSS")!=NULL){
          //if((gva_testDate == "YYmmDD") || (gva_testTime == "HHMMSS")){  
          char io[28]; // 16 + 2*6
          sprintf(io, "063 ERROR: %s,%s", gva_testDate, gva_testTime);
          //logArdData(io);
          Serial.print("<");
          Serial.print(io);
          Serial.println(">");
          Serial.flush();
        }
        //else if((strstr(gva_testDate, "YYmmDD") && strstr(gva_testTime, "HHMMSS"))==NULL){
        else if((strstr(gva_testDate, "YYmmDD")==NULL && strstr(gva_testTime, "HHMMSS")==NULL)){  
          //else if((gva_testDate != "YYmmDD") && (gva_testTime != "HHMMSS")){  
          char io[26]; // 14 + 2*6

          //sendArdData(gva_testDate); // is combinined?
          //sendArdData(gva_testTime); // still itself

          sprintf(io, "Assigned %s,%s", gva_testDate, gva_testTime); // is combining testDate and testTime, then printing testTime?
          Serial.print("<");
          Serial.print(io);
          Serial.println(">");
          //sendArdData(io);
          //logArdData(io);
          Serial.flush();        
        }
    }
  }
}

当我尝试在分配 gva_testTime 后重新打印 gva_testDate 的存储值时，不知何故 gva_testDate 变成了 NULL 而不是 190117。我预计 gva_testDate 会保留其新分配的值，但事实并非如此。

strcpy() http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strcpy/?kw=strcpy and strtok() http://www.cplusplus.com/reference/cstring/strtok/ 的 C++ 参考页没有提到内存损坏 issues/warnings，所以我不希望重复调用会修改原始字符串 x 或解析的字符数组 gva_testDate & gva_testTime.

Answer 1

正如 melpomene 和 alain 在评论中建议的那样，您的问题源于字符串中缺少 NULL 终止符。根据您的评论，我想您可能会使用 C++ String class，它会保留可以立即告诉您字符串大小的属性。然而，在 C 语言中，字符串只是内存中的字符数组，在我们到达 NULL(0x00) 字符之前，除了计算字符数之外，没有立即告诉它们长度的方法。

这就是为什么 strcpy 在您的代码中做一些令人讨厌的事情，当复制字符串时，它开始复制内存中的字节，直到它在某处到达空字符和 returns。在你的情况下，它不会立即找到一个空字符，而是会一直复制，直到它在你的记忆中幸运地找到一个，然后订阅其他变量。

我在你的代码中看到你的一些字符串是固定大小的，空字符可能是多余的。在这种情况下，当您知道字符串大小（因为您对其进行了硬编码，或者通过将其保存在某个变量中）时，您想要的函数是 memcpy。它会简单地将一定数量的字节从一个地址复制到另一个地址，而不依赖空终止符。但是 Serial.print 仍然希望空终止符打印它，因此您也需要更改它。

最简单的解决方案就是在字符串中允许更多 space。例如，如果要创建字符串 "abc"，则应使用 char myString[4] = "abc"。编译器会自动填充从 myString 开始的内存 0x61 0x62 0x63 0x00，因为编译器知道在 C 中，字符串（由 " 标记）应该以 null 结尾，你必须只提供一个额外的字节用于空终止符。如果您的字符串具有可变长度，您必须为最坏的情况提供足够的内存加上一个空终止符，因此您的变量 x 可能会受益于超过 21 个字节。你以后不能改变这个大小，但是决定你的字符串长度的是空终止符，而不是它预留的内存量。

但是这种形式的行：

char gva_testTime[6] = {'H', 'H', 'M', 'M', 'S', 'S'};

将不包含空字符，因为您声明的不是字符串，而是一个字符数组。如果要在此变量中使用 strcpy 或 strtok，则需要自己包含空终止符：

char gva_testTime[7] = {'H', 'H', 'M', 'M', 'S', 'S', 0};

或者声明为字符串：

char gva_testTime[7] = "HHMMSS";

所以基本上，检查所有字符串声明以包含一个额外的空终止符字节，并确保声明它的方式实际上包含一个空终止符。

Answer 2

我做了一个测试，发现这里到底发生了什么。

这是 strtok 的问题，也是您将字符数组提供给所有这些字符串函数而没有 space 作为字符串分隔符（即 '0'）的事实。

这是我在电脑上写的测试函数

void printAllObjects(int location,char *x, char* strtokIndx, char *gva_testDate,char *gva_testTime)
{
    printf("At location %d\n x pointer %d, string %s\n"
            " strtokIndx pointer %d, string %s\n "
            "gva_testDate pointer %d, string %s\n "
            "gva_testTime pointer %d, string %s\n ",location,x,x,strtokIndx,strtokIndx,gva_testDate,gva_testDate,gva_testTime,gva_testTime);
}

然后我将你所有的arduino代码复制到我的电脑上，注释掉了所有的串行命令，添加了stdio头文件，并在几个地方使用了上面的函数。

#include <cstdlib>
#include <String.h>
#include <stdio.h>

using namespace std;

/*
 * 
 */

char gva_logfile[24] = {' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' ',' '};
char gva_testDate[6] = {'Y', 'Y', 'm', 'm', 'D', 'D'}; // is appending?
char gva_testTime[6] = {'H', 'H', 'M', 'M', 'S', 'S'}; 

char lva_testDate[6];

//String y = "BATCH|190117;151442$";
//int lan = y.length(); // should be 20

char x[] = "BATCH|190117;151442$";
int lan = strlen(x);
//y.toCharArray(x, lan);
//strcpy(x, y);
//y.toCharArray(x, 20);

//strcpy(x, "BATCH|190117;151442$");


void printAllObjects(int location,char *x, char* strtokIndx, char *gva_testDate,char *gva_testTime)
{
    printf("At location %d\n x pointer %d, string %s\n"
            " strtokIndx pointer %d, string %s\n "
            "gva_testDate pointer %d, string %s\n "
            "gva_testTime pointer %d, string %s\n ",location,x,x,strtokIndx,strtokIndx,gva_testDate,gva_testDate,gva_testTime,gva_testTime);
}

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
//  Serial.begin(9600);
//
//  Serial.print("<");
//  for(int i=0; i<6; i++){
//    Serial.print(gva_testDate[i]); // works
//    //Serial.print(gva_testTime[i]); // works
//  }
//  Serial.println(">"); 
}



void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  char tele[6] = {' ', ' ', ' ', ' ', ' ', ' '};
  while(1){
    char flarb[lan];
    strcpy(flarb, x);
    //Serial.println(flarb);

    if(strstr(flarb, "BATCH|")){
      char * strtokIndx;
      printAllObjects(1,x,strtokIndx,gva_testDate,gva_testTime);
      strtokIndx = strtok(x, "|");
      printAllObjects(2,x,strtokIndx,gva_testDate,gva_testTime);
      //strcpy(tele, strtokIndx);     // did nothing?
      strtokIndx = strtok(NULL, ";");
      printAllObjects(3,x,strtokIndx,gva_testDate,gva_testTime);
      strcpy(gva_testDate, strtokIndx); // missing?
      printAllObjects(4,x,strtokIndx,gva_testDate,gva_testTime);

//      Serial.println(gva_testDate); // Not missing
      for(int i=0; i<6; i++){
        lva_testDate[i] = gva_testDate[i];  
      }      

      strtokIndx = strtok(NULL, "$");
      printAllObjects(5,x,strtokIndx,gva_testDate,gva_testTime);
      strcpy(gva_testTime, strtokIndx); // is fine...
      printAllObjects(6,x,strtokIndx,gva_testDate,gva_testTime);

//      Serial.println(gva_testDate); // MISSING
//      Serial.println(lva_testDate);

      if(strstr(gva_testDate, "YYmmDD")!=NULL || strstr(gva_testTime, "HHMMSS")!=NULL){
          //if((gva_testDate == "YYmmDD") || (gva_testTime == "HHMMSS")){  
          char io[28]; // 16 + 2*6
          sprintf(io, "063 ERROR: %s,%s", gva_testDate, gva_testTime);
          //logArdData(io);
//          Serial.print("<");
//          Serial.print(io);
//          Serial.println(">");
//          Serial.flush();
        }
        //else if((strstr(gva_testDate, "YYmmDD") && strstr(gva_testTime, "HHMMSS"))==NULL){
        else if((strstr(gva_testDate, "YYmmDD")==NULL && strstr(gva_testTime, "HHMMSS")==NULL)){  
          //else if((gva_testDate != "YYmmDD") && (gva_testTime != "HHMMSS")){  
          char io[26]; // 14 + 2*6

          //sendArdData(gva_testDate); // is combinined?
          //sendArdData(gva_testTime); // still itself

          sprintf(io, "Assigned %s,%s", gva_testDate, gva_testTime); // is combining testDate and testTime, then printing testTime?
//          Serial.print("<");
//          Serial.print(io);
//          Serial.println(">");
          //sendArdData(io);
          //logArdData(io);
//          Serial.flush();        
        }
    }
  }
}
int main(int argc, char** argv) {
    setup();
    printf("Entering loop\n");
    loop();
    return 0;
}

这是我得到的输出

Entering loop
At location 1
 x pointer 199946368, string BATCH|190117;151442$
 strtokIndx pointer 0, string (null)
 gva_testDate pointer 199946344, string YYmmDDHHMMSS
 gva_testTime pointer 199946350, string HHMMSS
 At location 2
 x pointer 199946368, string BATCH
 strtokIndx pointer 199946368, string BATCH
 gva_testDate pointer 199946344, string YYmmDDHHMMSS
 gva_testTime pointer 199946350, string HHMMSS
 At location 3
 x pointer 199946368, string BATCH
 strtokIndx pointer 199946374, string 190117
 gva_testDate pointer 199946344, string YYmmDDHHMMSS
 gva_testTime pointer 199946350, string HHMMSS
 At location 4
 x pointer 199946368, string BATCH
 strtokIndx pointer 199946374, string 190117
 gva_testDate pointer 199946344, string 190117
 gva_testTime pointer 199946350, string 
 At location 5
 x pointer 199946368, string BATCH
 strtokIndx pointer 199946381, string 151442
 gva_testDate pointer 199946344, string 190117
 gva_testTime pointer 199946350, string 
 At location 6
 x pointer 199946368, string BATCH
 strtokIndx pointer 199946381, string 151442
 gva_testDate pointer 199946344, string 190117151442
 gva_testTime pointer 199946350, string 151442

根据这些数据，这是我的结论。

strtok 函数修改原始字符串并将搜索字符替换为 null，然后将字符串复制到新索引并返回索引。

strcpy 没有对您的代码做任何事情，您编写缓冲区值的方式似乎 strcpy 正在做令人讨厌的事情，但它只是在做它应该做的事情。复制字符串直到找到空值。在大多数情况下，它会给你带来很多麻烦，但在这种特定情况下不会。

从结果中可以看出，gva_testDate amd gva_testTime 的指针差异为 6，因此当 gva_testTime 被填充时，如果您使用 gva_testDate作为字符串，null 只出现在 12 个字符的末尾。

另外 lva_testDate 应该是你的缓冲区，你需要给它一个值作为开始，否则它会变成一个空缓冲区，最终可能会根据代码编译的内容修改不同的东西到.

为了解决这个问题，我初始化了你所有的变量，输出打印在下面。

char gva_testDate[] = "YYmmDD"; // is appending?
char gva_testTime[] = "HHMMSS";

char lva_testDate[20];

//String y = "BATCH|190117;151442$";
//int lan = y.length(); // should be 20

char x[] = "BATCH|190117;151442$";
int lan = strlen(x);

输出

Entering loop
At location 1
 x pointer 107077760, string BATCH|190117;151442$
 strtokIndx pointer 0, string (null)
 gva_testDate pointer 107077736, string YYmmDD
 gva_testTime pointer 107077743, string HHMMSS
 At location 2
 x pointer 107077760, string BATCH
 strtokIndx pointer 107077760, string BATCH
 gva_testDate pointer 107077736, string YYmmDD
 gva_testTime pointer 107077743, string HHMMSS
 At location 3
 x pointer 107077760, string BATCH
 strtokIndx pointer 107077766, string 190117
 gva_testDate pointer 107077736, string YYmmDD
 gva_testTime pointer 107077743, string HHMMSS
 At location 4
 x pointer 107077760, string BATCH
 strtokIndx pointer 107077766, string 190117
 gva_testDate pointer 107077736, string 190117
 gva_testTime pointer 107077743, string HHMMSS
 At location 5
 x pointer 107077760, string BATCH
 strtokIndx pointer 107077773, string 151442
 gva_testDate pointer 107077736, string 190117
 gva_testTime pointer 107077743, string HHMMSS
 At location 6
 x pointer 107077760, string BATCH
 strtokIndx pointer 107077773, string 151442
 gva_testDate pointer 107077736, string 190117
 gva_testTime pointer 107077743, string 151442

希望对您有所帮助。

strcpy 可以在 Arduino 上编辑内存地址吗？

Can strcpy edit memory addresses themselves on Arduino?

c++

arduino

c-strings

strtok

strcpy