使用memcpy将字符串复制到uint8_t缓冲区的安全性及字符填充位相关技术问询

咱们先从你的代码和核心疑问入手，一点点捋清楚：

首先看你给出的代码片段：

uint8_t buffer[10];
char *my_string = "hello";
memcpy(buffer, my_string, strlen(my_string));
// Later this buffer is written to a text file

你的核心困惑是：如果机器上的char类型存在填充位，memcpy会不会把这些填充位复制到uint8_t缓冲区里？毕竟你不希望这些额外的填充位被写入文本文件。

先给你明确几个C99标准里的关键定义，咱们对照着看：

首先是memcpy的标准描述：

void *memcpy(void * restrict s1, const void * restrict s2, size_t n);
The memcpy function copies n characters from the object pointed to by s2 into the object pointed to by s1 . If copying takes place between objects that overlap, the behavior is undefined.

然后是标准里对“字符”的定义：

@3.7 character 〈abstract〉 member of a set of elements used for the organization, control, or representation of data
@3.7.1 character single-byte character 〈C〉 bit representation that fits in a byte

这里的关键是，memcpy里说的“n characters”，结合3.7.1的定义，其实指的是能放进一个字节的单字节字符单元——说白了就是逐字节复制，不管这个字节里的位是“值位”还是“填充位”。

那回到你的问题：如果char有填充位，memcpy会把这些填充位复制到uint8_t buffer里吗？答案是会的。因为memcpy的工作机制是原封不动地复制每个字节的所有位，它不会区分哪些是有效字符的位，哪些是填充位。

但这里有几个重要的细节要给你掰明白：

• 首先，uint8_t这个类型在C99里的定义是精确的8位无符号整数，所有位都是值位（没有填充位）。所以当你把带填充位的char复制到uint8_t时，那些填充位会被当作普通的数值位存进缓冲区里。
• 其次，在绝大多数现代平台上，char其实是没有填充位的——因为现在主流平台的字节都是8位，而char的大小就是1字节，刚好占满8位，所以根本不存在填充位的问题。你的代码在这些平台上完全安全，复制的就是字符串的精确字节内容，写入文本文件不会有额外的填充位。
• 但如果真的遇到了有填充位的特殊平台，要避免填充位被写入文件，你可以手动对每个char做掩码处理，只保留它的有效位。比如假设char的有效位是低7位，就可以这样写：

  for (size_t i = 0; i < strlen(my_string); i++) {
      buffer[i] = (uint8_t)(my_string[i] & 0x7F); // 只保留低7位有效位
  }
  

  当然，具体的掩码值要根据平台上char的有效位宽度来定，但好在字符串里的有效字符（比如你用的"hello"）都是基本字符集里的，它们的编码肯定不会用到填充位，所以掩码处理后也不会破坏原本的字符内容。

另外再提一下你代码里的memcpy安全性：你的写法是安全的，因为strlen("hello")返回5，而buffer有10个uint8_t的空间，完全足够容纳，不会出现缓冲区溢出的问题。不过要注意，如果你之后把buffer当作C风格字符串来处理（比如用printf("%s", buffer)），那你需要手动在buffer的第5位（也就是buffer[5]）加上\0终止符，因为strlen不会把终止符算进去，memcpy也不会复制它；但你是要写入文本文件的话，这个问题就不存在，因为文本文件不需要C风格的\0终止符。

内容来源于stack exchange