C strtok_s 函数
最后修改：2025 年 4 月 8 日
字符串标记（tokenization）是 C 语言编程中的一项常见操作，而 `strtok_s` 函数是用于分割字符串的 `strtok` 函数的更安全版本。本教程将深入探讨 `strtok_s`，包括其语法、用法以及相对于 `strtok` 的优势。我们将通过实际示例进行探讨，并讨论为何在现代 C 编程中应优先使用 `strtok_s`。理解 `strtok_s` 有助于编写更安全、更可靠的字符串处理代码。
什么是 strtok_s？
`strtok_s` 函数是用于将字符串分割成标记（tokens）的 `strtok` 函数的一个更安全替代方案。它是 C11 标准的 Annex K 边界检查接口的一部分。`strtok_s` 添加了一个上下文参数（context parameter）以在调用之间维护状态，使其成为线程安全的。它还执行运行时约束检查。与 `strtok` 不同，它可以检测无效参数和缓冲区溢出。在安全性至关重要的新代码中，请始终优先使用 `strtok_s`。
strtok_s 的基本用法
本示例演示了使用 `strtok_s` 进行基本的字符串标记。
#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char str[] = "apple,banana,cherry";
char *token;
char *context = NULL;
const char *delim = ",";
// First call to strtok_s
token = strtok_s(str, delim, &context);
while (token != NULL) {
printf("Token: %s\n", token);
// Subsequent calls with NULL as first argument
token = strtok_s(NULL, delim, &context);
}
return 0;
}
此代码将逗号分隔的字符串分割成单独的标记。`strtok_s` 将其状态保存在 `context` 指针中。第一次调用使用要标记的字符串，后续调用使用 NULL。每次调用都会返回指向下一个标记的指针，或在完成后返回 NULL。与 `strtok` 相比，上下文参数使其成为线程安全的。
使用多个分隔符进行标记
`strtok_s` 可以处理多个分隔符字符，如下所示。
#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char str[] = "apple;banana cherry,orange";
char *token;
char *context = NULL;
const char *delim = "; ,";
token = strtok_s(str, delim, &context);
while (token != NULL) {
printf("Fruit: %s\n", token);
token = strtok_s(NULL, delim, &context);
}
return 0;
}
本示例使用多个分隔符（分号、空格和逗号）对字符串进行标记。`strtok_s` 将这些字符的任何序列视为单个分隔符。输出显示所有水果都已分隔，无论使用了哪种分隔符。这种灵活性使 `strtok_s` 对于解析复杂输入非常有用。始终确保您的分隔符字符串包含所有可能的分隔符。
处理空标记
本示例演示了 `strtok_s` 如何处理连续的分隔符。
#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char str[] = "apple,,banana,,,cherry";
char *token;
char *context = NULL;
const char *delim = ",";
int count = 0;
token = strtok_s(str, delim, &context);
while (token != NULL) {
printf("Token %d: '%s'\n", ++count, token);
token = strtok_s(NULL, delim, &context);
}
printf("Total tokens: %d\n", count);
return 0;
}
当出现连续分隔符时，`strtok_s` 会跳过它们之间的空标记。此示例中有多个连续的逗号，但只找到三个非空标记。如果您需要保留空标记，请考虑使用 `strsep` 或手动解析等替代方法。上下文参数即使在复杂的分隔符模式下也能确保正确的状态跟踪。
在嵌套循环中进行标记
本示例展示了如何在嵌套标记中使用 `strtok_s`。
#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
char data[] = "name=John;age=30;city=New York";
char *outer_token;
char *outer_context = NULL;
char *inner_token;
char *inner_context = NULL;
const char *outer_delim = ";";
const char *inner_delim = "=";
outer_token = strtok_s(data, outer_delim, &outer_context);
while (outer_token != NULL) {
printf("Pair: %s\n", outer_token);
inner_token = strtok_s(outer_token, inner_delim, &inner_context);
printf(" Key: %s\n", inner_token);
inner_token = strtok_s(NULL, inner_delim, &inner_context);
printf(" Value: %s\n", inner_token);
outer_token = strtok_s(NULL, outer_delim, &outer_context);
}
return 0;
}
此代码首先按分号分割，然后按等号分割，演示了嵌套标记。每个级别都使用自己的上下文变量，从而实现了安全的嵌套操作。外部循环分割键值对，而内部循环则分离键和值。这种模式在配置文件解析中很常见。独立的上下文变量可防止标记级别之间的干扰。
使用 strtok_s 进行错误处理
本示例展示了如何对 `strtok_s` 进行适当的错误处理。
#define __STDC_WANT_LIB_EXT1__ 1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main() {
char *str = NULL; // Invalid input
char *token;
char *context = NULL;
const char *delim = ",";
token = strtok_s(str, delim, &context);
if (token == NULL && errno != 0) {
perror("strtok_s failed");
return 1;
}
while (token != NULL) {
printf("Token: %s\n", token);
token = strtok_s(NULL, delim, &context);
}
return 0;
}
`strtok_s` 在遇到无效参数时会设置 `errno`。本示例演示了在调用失败后检查错误。当传入 NULL 字符串指针时，`strtok_s` 返回 NULL 并将 `errno` 设置为 EINVAL。为了实现健壮的错误处理，请务必在每次调用后同时检查返回值和 `errno`。这是其相对于 `strtok` 的一个关键优势，因为 `strtok` 提供了任何错误报告机制。
使用 strtok_s 的最佳实践
- 始终使用独立的上下文变量： 用于嵌套或并行标记。
- 检查错误： 每次调用后验证返回值和 errno。
- 优先于 strtok： 在所有新代码中都使用 strtok_s 以实现线程安全。
- 在标记过程中不要修改字符串： 这可能导致未定义的行为。
- 妥善处理空标记： 决定是需要检测它们还是跳过它们。
来源
本教程涵盖了 `strtok_s` 函数，从基本用法到高级场景。作为 `strtok` 的更安全替代方案，它应成为您在现代 C 编程中进行字符串标记的首选。
作者
列表 C 标准库。