C言語における文字列処理

C言語では、strlen を使って文字列の長さを取得できる。しかし、strlen の呼び出しは毎回 $O(n)$ であるため、文字列操作を頻繁に行うアプリケーションにおいて、文字列の長さが大きい場合はパフォーマンスのボトルネックになりやすい。特にトラフィックが多いアプリケーションでは顕著だ。一つの解決策は、別の変数で文字列の長さを保持しておき、文字列に対する操作が発生するたびにその変数を更新することだ。こうすれば、文字列の長さを参照する際はその変数にアクセスするだけで済み、時間計算量は $O(1)$ になる。

もう一つ注意すべきなのは、C言語はバッファ長について何ら前提を設けてくれないため、連結（concat）などの操作を行う際には細心の注意が必要となる点だ。例えば、strcat を使って書く場合：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
  char buf1[20] = "abc";
  char buf2[] = "def";
  strcat(buf1, buf2);
  printf("%s\n", buf1);
  return 0;
}

このコードは buf2 の内容を buf1 に結合し、buf1 の末尾に連結する。しかし、もし buf1 のサイズを 5（コード上は 4）に減らすと：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
+ char buf1[4] = "abc";
  char buf2[] = "def";
  strcat(buf1, buf2);

  printf("%s\n", buf1);
  return 0;
}

実行するとプログラムにエラーが発生することがわかる。これは buf1 と buf2 が結合された後のサイズが 4 を超え、バッファオーバーフローを引き起こすためだ。解決策は、concat 操作を実行する前に、結合後の文字列の長さがオーバーフローを引き起こさないかあらかじめ確認し、もし溢れる場合はメモリサイズを再割り当て（再確保）することだ。