2
#include <stdio.h>

int main(void){
    char s[5];
    int n = snprintf(s, sizeof(s), "%s", "abcdefg");
    printf("%s\n", s);
    printf("%d\n", n);
    return 0;
}

上記のプログラムを実行した場合、

  • 指定されたサイズ-1以降は破棄され書き込まれない
  • いずれにせよヌル文字が書き込まれる。
  • 実際に書き込まれた文字数(ヌル文字は除く)が返される

という認識でしたが、
実際にGCC(gcc-4.6.3)とclang(3.6.2)で試してみたところ
gcc の場合

abcd
7

gcc 5.1 in ideone の結果 C99 strictも同じ
clang 3.7 の場合も同じ

clang(3.6.2) の場合

abcde
-1

となりました。
clang(3.6.2)の結果は私の認識的にはおかしいですが、
このような場合に-1になるというのはそれはそれで正しいような気がします。

C11ドラフトの返値の部分によると

The snprintf function returns the number of characters that would have
been written had n been sufficiently large, not counting the
terminating null character, or a negative value if an encoding error
occurred. Thus, the null-terminated output has been completely written
if and only if the returned value is nonnegative and less than n.

となっていて、

自分なりに訳すと、
「指定サイズが十分に大きい場合ヌル終端を除いた文字数を返し、
エンコードエラー(具体的には何でしょう?)が起こった場合は-1をかえす。
それで、返値が負数でなくてかつ指定サイズより小さい場合のみヌル終端が完全に書き込まれます。」(解釈が間違っていたら教えて下さい)

つまり指定サイズが0でない場合でも、
指定したサイズよりも大きい値が返ることが許されていて(というか実際に書き込んだ文字数ではなく書き込みに必要なサイズが返されることが要求されていて、このような場合に実際に書き込んだ文字数(4)が返ることはない?)、
それはヌル終端していない可能性があり、使用に供さないということですか?

動作説明の部分によると

The snprintf function is equivalent to fprintf, except that the output
is written into an array (specified by argument s) rather than to a
stream. If n is zero, nothing is written, and s may be a null pointer.
Otherwise, output characters beyond the n-1st are discarded rather
than being written to the array, and a null character is written at
the end of the characters actually written into the array. If copying
takes place between objects that overlap, the behavior is undefined.

となっていて、
「指定サイズ-1を超える出力文字は配列に書き込まれるのではなく破棄され、最後にヌル文字が書き込まれる。」
ということで最後にヌル文字が書き込まれることが保証されているように思えます。

規格で言う「完全に書き込まれた」は、指定した引数が指定した書式で書き込まれたと言うだけの意味(逆に言えばサイズが足りない場合は捨てるけど文字列は有効)ではなくて、返値が指定サイズ-1より大きい場合は無効な文字列(単に入らない部分が捨てられただけでなくCの文字列として使用できない、例えばヌル終端してない)を意味しますか?

私的には後者の場合かなりイメージと異なります。
このような場合常に返値が指定サイズ未満であることをチェックする必要が生じると思います。

質問の要点は次のようになります。

  • snprintfは、実際に書き込んだ文字数(NULを除いて4)ではなく書き込みに必要な文字数(NULを除いた7)を返す?
  • 返値が指定サイズ-1を超える場合はその出力文字列は使用不可?

補助的な質問

  • エンコードエラーとは具体的にどのようなもの?
  • 逆に常に出力に必要なサイズが返されるとは限らないとしたら、(サイズに0を指定した時とか返値を調べて足りない分をreallocで拡張するなどに)その返値は必要文字サイズとして利用することは無効?
10
  • snprintfはコンパイラーではなくlibcに含まれるものですので、どのようなlibcなのかバージョン等を記されることを希望します。また当該libcのソースコードが公開されている場合は、なぜ-1が返されたのかコードを確認されてはいかがでしょうか?
    – sayuri
    Commented 2017年1月5日 22:00
  • @sayuri clangの結果については新しいバージョンで変わっているのでおそらくバグだということだったのだと思います。 ライブラリ上の動作についてではなく、C規格上の動作を質問しています。自分なりに規格を読んでみた結果としては7を返すことが規格上要求されている訳では無いが7を返すこと自体は問題無い。7が返った場合出力文字列は期待する出力と違うという意味で無効であるがヌル終端はしている。と考えます。
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月5日 22:12
  • 「ヌル終端はしている」 --> 「バッファサイズ内でヌル終端はしている」
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月5日 22:19
  • libcがC11に準拠していることは確認されたのでしょうか? そうだとしてもそれが他者にわかるようにバージョン等を明示すべきと思います。ちなみにVisual C++は確認できる範囲で20032013の間はsnprintfがなく_snprintf-1を返していて2015でC99に準拠したsnprintfが追加されlenを返すように変更されていました。
    – sayuri
    Commented 2017年1月5日 22:33
  • @sayuri 動作結果が規格に準拠していないと言う結論であればそれはそれでよく、その場合規格によって準拠していないことが示されるはずと思います。 そういう意味ではライブラリのバージョンを書いても意味がないと思います。
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月5日 22:39

2 件の回答 2

3

snprintfは、実際に書き込んだ文字数(NULを除いて4)ではなく書き込みに必要な文字数(NULを除いた7)を返す?

私の解釈では「YES」です。

C11 7.21.6.5, paragraph 3より引用:

Returns
The snprintf function returns the number of characters that would have been written had n been sufficiently large, not counting the terminating null character, [...] Thus, the null-terminated output has been completely written if and only if the returned value is nonnegative and less than n.


返値が指定サイズ-1を超える場合はその出力文字列は使用不可?

関数仕様上はNUL終端文字列を返すと保証するため、(狭義には)正しいC文字列として使用可能といえます。

C11 7.21.6.5, paragraph 2より引用:

Description
[...] Otherwise, output characters beyond the n-1st are discarded rather than being written to the array, and a null character is written at the end of the characters actually written into the array. [...]

広義の解釈としては、出力文字列の用途に依存します。例えば、参考情報の提示用途であれば末尾が欠落しても大した問題ではないでしょう。一方で、別プログラムが出力文字列を読み取るケースや、システム的に重要な情報提示目的であれば、欠落した出力文字列では使い物になりません。


エンコードエラーとは具体的にどのようなもの?

文字列引数において「マルチバイト文字列として不正なエンコーディングが行われたとき」と考えられます。

C11 7.21.3, paragraph 14より引用:

An encoding error occurs if the character sequence presented to the underlying mbrtowc function does not form a valid (generalized) multibyte character, or if the code value passed to the underlying wcrtomb does not correspond to a valid (generalized) multibyte character. The wide character input/output functions and the byte input/output functions store the value of the macro EILSEQ in errno if and only if an encoding error occurs.


逆に常に出力に必要なサイズが返されるとは限らないとしたら、(サイズに0を指定した時とか返値を調べて足りない分をreallocで拡張するなどに)その返値は必要文字サイズとして利用することは無効?

関数仕様として成功時は「常に出力に必要なサイズが返され」ます。よって、戻り値が非負値ならば必要文字サイズとして利用できます。

7
  • 「関数仕様上はNUL終端文字列を返すと保証する」それは要するに動作説明の部分からによるものですよね。the null-terminated output has been completely written if and only if the returned value is nonnegative and less than n. の部分で、「非負数でn未満の文字数が返される時のみ完全なヌル終端の出力が得られる」という風に解釈すると、n以上の返値の場合ヌル終端していないように思うのですが、そこら辺はどうなのでしょうか?
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月6日 0:56
  • Description記述とReturns記述内容は直交しており、互いに矛盾はしていないと考えます。NUL終端の根拠箇所を引用しました。
    – yohjp
    Commented 2017年1月6日 1:05
  • つまりこの場合の「完全な」は、期待していた出力が(つまり欠落なく)得られたという意味だということですね。
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月6日 1:11
  • はい。仰る通り "completely written" の解釈を「バッファ長が無限に与えられたときに期待する出力文字列が全て書き込まれた」としています。
    – yohjp
    Commented 2017年1月6日 1:25
  • 英語に疎いために誤解していた部分があったこととかがわかり諸々スッキリしました。 回答頂きありがとうございました。
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月6日 1:30
1

言語仕様と1実装の示した挙動を混同しないでください。

  • snprintfは、実際に書き込んだ文字数(NULを除いて4)ではなく書き込みに必要な文字数(NULを除いた7)を返す?

仕様に関する質問であれば仕様に記載されているとおり文字数を返すでしょう。具体的実装に関する質問であれば、それぞれの実装を確認してください。

  • 返値が指定サイズ-1を超える場合はその出力文字列は使用不可?
  • エンコードエラーとは具体的にどのようなもの?

手元の実装では%999999999999999999999dとした場合にフォーマットの解析中にオーバーフローして-1が返されていました。フォーマットが解析できていないので、結果文字列が作成できないということでしょう。
このような場合があり得るため、-1が返された場合は出力文字列については期待するべきではないでしょう。


指定サイズ未満の場合についてしか書かれていないように思えます。

については

The snprintf function returns the number of characters that would have been written had n been sufficiently large, not counting the terminating null character, or a negative value if an encoding error occurred.

を誤読しています。 「would have been written」なので 仮にnが十分に大きかった場合に書かれていたであろう文字数 を返すことになっています。

また仕様にはカタカナの「エンコードエラー」ではなく「an encoding error occurred」と書かれているわけですから、「encoding」「encode」について言及されている個所を確認されてみてはどうでしょうか?


質問からは脱線しますが重要なことなので

「clangコンパイラは準拠しているがその使用しているライブ‌​ラリは準拠していない」と言うのは(それが‌​正確なんでしょうけど)奇異に感じます。

C言語登場当時はOSがCコンパイラーおよびlibcを提供していました。その後、GCCやCLANGのようなクロスプラットフォームコンパイラーが登場したわけですが、これらはコンパイラーだけの存在であり、libcに関しては引き続きOSが提供しているものを使用しています。なぜならlibcは実装としてシステムコールを行う必要があるなどOSと密接に関わるからです。
(その割にコンパイラーがlibcを呼び出さずにインライン展開してしまったり(例えばmemcpyとか)と悩ましい場合もあります。)

ですので、コンパイラーがどのlibcを使用しているかについては常に把握する必要があります。
例えばWindowsプラットフォーム向けGCCとしてcygwinとMinGWが有名ですが、cygwinはPOSIX互換のlibcを独自に用意しているのに対しMinGWはMicrosoftが提供するVisual C++向けlibcを使用しているという違いがあります。

3
  • 「記載されているとおり文字数を返す」とは? 指定サイズ未満の場合についてしか書かれていないように思えます。 エンコードエラーの具体的な例は納得です。しかし、「返値が指定サイズ-1を超える場合」は?
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月5日 23:19
  • ああ、なるほどそういうことですか。英語に弱いので誤解していました。the null-terminated output has been completely written if and only if the returned value is nonnegative and less than n. の部分についてはどうですか? やはり間違った解釈をしているのでしょうか?
    – BLUEPIXY
    Commented 2017年1月5日 23:44
  • @BLUEPIXY さん、libcについて加筆しました。
    – sayuri
    Commented 2017年1月11日 7:59

この質問に回答するには、ログインする必要があります。

求めていた回答ではありませんか? のタグが付いた他の質問を参照する。