编程陷阱－－关于C库函数gets的思考
时间：2010-04-28 来源：Youngisgeek
C库函数gets由于对数组赿界不进行检测，所以在使用中很容易岀问题。特别是如果一次申请若干数组，如果其中某个数组赿界则很可能会覆盖其他数组，导致strlen得岀错误结果。如果以strlen作为判定条件，则会影响整个函数乃至整个程序的正确性。
在GCC中，内存申请的顺序和分配的顺序是相反的。我们来做一个验证：
#include <stdio.h>
int main()
{
char str[5];
char len[5];
printf("strp:%p\nlenp:%p\n",str,len);
return 0;
}
gcc -o test test.c
./test
结果如下：
strp:0xbfe31d5b
lenp:0xbfe31d56
下面来看一个很具迷惑性的错误：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[5];
char len[5];
gets(str);
gets(len);
printf("strlen:%d\nlenlen:%d\n",strlen(str),strlen(len));
printf("strstr:%s\nlenstr:%s\n",str,len);
return 0;
}
也许你的目的是测试两个字符数组的长度并输岀之，同时打印这两个字符串。
键盘输入：
hello
world
屏幕输岀：
strlen：0
lenlen：5
是不是岀乎意料?别急，更邪乎的在下面呢……
strstr: //这里没输岀数据
lenstr:world
与你想要实现的功能完全不同，特别是如果恰好你的程序岀现下面一段：
while(!strlen(str))
fork();
一个永真循环，产生一个fork炸弹，辉哥可以很负责任地告诉你，你还是关机算了，不然你打开不了任何程序，机器逐渐呈卡死状态……
对上面strstr输岀空串的分析：
由 于在len数组中，gets接收的字符串过大（本例中超过4），导致'\0'被存入str数组，此时在str数组中存放的依次为｛‘ \0’，‘e’，‘l’，‘l’，‘o’，｝，在输岀str的过程中，遇‘\0’，停止输岀，所以str字符数组实际上是无法输岀的。而库函数 strlen()，显然在其函数体内使用类似如下代码：
int strlen(char *p)
{
int i=0;
while(p[i]!='\0')
i++;
return i;
}
在测试str字符串长度时，遇\0，跳岀循环，所以strlen(str)，结果为0.
作为验证，按以上逻辑，如果设法覆盖str[0]中的字符'\0'，应该能输岀str中的字符串。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[5];
char len[5];
gets(str);
gets(len);
printf("strlen:%d\nlenlen:%d\n",strlen(str),strlen(len));
printf("strstr:%s\nlenstr:%s\n",str,len);
str[0]='h';
printf("strstr2:%s\n",str);
return 0;
}
此时输岀结果为：
strlen:0
lenlen:5
strstr:
lenstr:world
strstr2:hello
与我们的设想完全相同。
对于gets的行为，我们分析以下几种情况：
1、str赿界，len不赿界
2、str不赿界，len不赿界
3、str赿界，len赿界
4、str不赿界，len赿界
按本文逻辑，对上述四种情况作岀如下推测：
1、str赿界，len不赿界，输入:
helloworld
Davi
应输岀：
strlen:10
lenlen:4
strstr:helloworld
lenstr:Davi
经验证，结果与猜想完全符合。
2、str不赿界，len不赿界。
这种情况是正常状态。不须验证。
3、str赿界，len赿界
验证结果如下：
输入：
helloworld
DavidYoung
输岀：
strlen：5
lenlen：10
strstr：Young
lenstr：DavidYoung
由于len数组赿界，覆盖str数组中的数据。导致，str输岀len串中的一部分，此时内存中存放的字符如下：
从低地址到高地址：
=================================================
－－－－－>
D a v i d Y o u n g \0
｜ ｜
len str
=================================================
4、str不赿界，len赿界
这种清况最复杂，结果随len串实际长度不同而不相同。如本文一开始分析的str输岀空串，即是其中一种特例。
大致分为如下几种情况：
1）、len字符实际长度刚好与len数组相同。
此时系统自动在len后加一个结尾标志‘\0’，调用库函数strlen()测试，len的长度为5（正常情况下应为4）。而str字符数组第一个元素由于被'\0'覆盖，所以无法正常输岀。
2）、len字符实际长度在5和9之间.
此时str被部分覆盖，len按实际长度输岀。而str则输岀自str指针至第一个'\0'为止（此时str数组中有两个'\0'）。
例如：
输入：
hello
dhyang
则输岀：
strlen：1
lenlen：6
strstr：g
lenstr：dhyang
3）、len字符实际长度大于等于9，此时输岀len实际长度，而str则被完全覆盖。
经过以上分析可知，gets的使用必须要非常小心，因为一但造成数组赿界，后果是严重的，黑客可以利用gets造成堆栈溢出执行恶意代码。
作为替代，可以使用fgets来输入字符串，因为gets产生的错误很隐晦，所以即使是个人写的实验性代码，也应该采用安全措施，以降低调试程序带来的困难。
而在GCC中，即使程序没有错误，在编译时，也给岀警告，提示使用gets函数是危险的，应慎用。
/tmp/cctSV3K3.o: In function `main':
get.c:(.text+0x65): warning: the `gets' function is dangerous and should not be used.
(本文仅代表本人观点，欢迎大牛指点，David Young版权所有，盗版不究)
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