Programming/C

C언어 문자열 연결 함수: strcat, strncat의 이해와 활용

moxie2ks 2025. 4. 14. 18:01
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개요

C언어에서 문자열 처리는 프로그래밍의 기본적인 작업 중 하나이다. 특히 문자열을 연결하는 작업은 매우 빈번하게 수행되는데, 이를 위해 C 표준 라이브러리는 strcat과 strncat 함수를 제공한다. 이 두 함수는 문자열을 효율적으로 이어붙이는 역할을 수행하며, 각각 고유한 특성과 용도를 가지고 있다. 본 글에서는 이 두 함수의 원리, 사용법, 차이점을 상세히 설명하고 실제 활용 예제를 통해 올바른 사용법을 제시한다.

설명

문자열 연결 함수는 C언어에서 문자열 조작 시 사용되는 중요한 함수들이다. C 언어에서 문자열은 널 종결자(\0)로 끝나는 문자 배열로 표현되며, 이러한 특성을 이해하는 것이 문자열 연결 함수의 동작 원리를 이해하는 데 필수적이다.

strcat 함수

strcat 함수는 두 개의 문자열을 연결하는 기본적인 함수이다. 함수의 원형은 다음과 같다:

char* strcat(char* dest, const char* origin);

이 함수는 origin 문자열을 dest 문자열의 끝에 이어붙인다. 이때 dest 문자열의 끝에 있는 널 종결자(\0)를 제거하고, 그 위치부터 origin 문자열을 복사한다. 연결이 완료된 후에는 새로운 문자열의 끝에 널 종결자를 추가한다. 함수는 연결된 문자열의 시작 주소(즉, dest)를 반환한다.

strncat 함수

strncat 함수는 strcat의 확장된 버전으로, 연결할 문자열의 길이를 제한할 수 있다. 함수의 원형은 다음과 같다:

char* strncat(char* dest, const char* origin, size_t n);

이 함수는 origin 문자열에서 최대 n개의 문자를 dest 문자열의 끝에 이어붙인다. origin 문자열의 길이가 n보다 짧다면, 전체 문자열이 연결된다. 연결이 완료된 후에는 항상 새로운 문자열의 끝에 널 종결자를 추가한다. strcat과 마찬가지로, 함수는 연결된 문자열의 시작 주소를 반환한다.

특성

두 함수의 주요 특성을 비교하면 다음과 같다:

  1. 메모리 안전성:
    • strcat: 대상 배열이 연결된 문자열을 저장할 만큼 충분히 크지 않으면 버퍼 오버플로우가 발생할 수 있다.
    • strncat: 연결할 문자 수를 제한할 수 있어 버퍼 오버플로우 방지에 도움이 되지만, 여전히 개발자가 충분한 공간을 확보해야 한다.
  2. 널 종결자 처리:
    • 두 함수 모두 대상 문자열의 널 종결자를 찾아 그 위치부터 연결을 시작한다.
    • 두 함수 모두 연결이 완료된 후 새로운 문자열의 끝에 널 종결자를 추가한다.
  3. 반환 값:
    • 두 함수 모두 연결된 문자열의 시작 주소(즉, dest)를 반환한다.
  4. 성능:
    • strcat은 문자열 전체를 복사하므로, 긴 문자열을 여러 번 연결할 때 성능이 저하될 수 있다.
    • strncat은 복사할 문자 수를 제한할 수 있어 일부 상황에서 더 효율적일 수 있다.
  5. 사용 시 주의사항:
    • 두 함수 모두 대상 배열이 충분한 공간을 가지고 있는지 확인해야 한다.
    • 원본 문자열(origin)은 변경되지 않는다.
    • 대상 문자열(dest)은 반드시 수정 가능한 배열이어야 한다.

예제

각 함수의 사용법을 실제 예제를 통해 살펴보자.

strcat 예제

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

int main() {
    char origin[] = "BlockDMask";
    char dest[20] = "aaabbb";
    
    printf("dest : %s\n", dest);
    printf("origin : %s\n", origin);
    printf("strcat(dest, origin) : %s\n", strcat(dest, origin));
    
    return 0;
}

실행 결과:

dest : aaabbb
origin : BlockDMask
strcat(dest, origin) : aaabbbBlockDMask

이 예제에서는 "aaabbb" 문자열 뒤에 "BlockDMask" 문자열을 이어붙였다. 결과적으로 dest 문자열은 "aaabbbBlockDMask"가 된다.

strncat 예제

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

int main() {
    char origin[] = "BlockDMask";
    char dest[20] = "aaabbb";

    printf("dest : %s\n", dest);
    printf("origin : %s\n", origin);
    printf("strncat(dest, origin, 5) : %s\n", strncat(dest, origin, 5));
    
    return 0;
}

실행 결과:

dest : aaabbb
origin : BlockDMask
strncat(dest, origin, 5) : aaabbbBlock

이 예제에서는 "aaabbb" 문자열 뒤에 "BlockDMask" 문자열의 처음 5개 문자("Block")만 이어붙였다. 결과적으로 dest 문자열은 "aaabbbBlock"이 된다.

추가 예제: 버퍼 크기 고려하기

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

int main() {
    char origin[] = "This is a very long string that might cause buffer overflow";
    char small_dest[10] = "Hi";
    char safe_dest[100] = "Hello";
    
    // 위험한 사용법 - 버퍼 오버플로우 발생 가능
    // strcat(small_dest, origin);  // 주석 처리하여 실행 시 오류 방지
    
    // 안전한 사용법
    strncat(safe_dest, origin, sizeof(safe_dest) - strlen(safe_dest) - 1);
    printf("safe_dest : %s\n", safe_dest);
    
    return 0;
}

이 예제는 버퍼 크기를 고려하여 strncat을 안전하게 사용하는 방법을 보여준다. strncat의 세 번째 인자로 대상 배열의 남은 공간 크기를 전달하여 버퍼 오버플로우를 방지한다.

결론

C언어의 문자열 연결 함수인 strcat과 strncat은 문자열 조작에 있어 매우 유용한 도구이다. strcat은 간단하게 전체 문자열을 연결할 때 사용되며, strncat은 연결할 문자 수를 제한하여 보다 안전한 문자열 연결을 할 수 있다.

그러나 두 함수 모두 사용 시 주의가 필요하다. 특히 대상 배열이 연결된 결과를 저장할 충분한 공간을 가지고 있는지 확인해야 하며, 그렇지 않으면 버퍼 오버플로우로 인한 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 실제 애플리케이션에서는 버퍼 크기를 항상 고려하여 strncat을 사용하거나, 더 안전한 대안으로 C 표준 라이브러리의 snprintf 함수나 C++의 std::string 클래스 등을 고려할 수 있다.

문자열 처리는 프로그래밍에서 빈번하게 발생하는 작업이므로, 이러한 함수들의 올바른 사용법을 숙지하는 것은 안정적이고 효율적인 코드 작성에 필수적이다.

참고문헌

  1. [C언어/C++] strcat, strncat 문자열 연결 함수에 대해서 - https://blockdmask.tistory.com/350
  2. C 프로그래밍 언어 표준 문서 (ISO/IEC 9899)
  3. The C Programming Language (2nd Edition) by Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie
  4. C 표준 라이브러리 문서 - https://en.cppreference.com/w/c/string/byte/strcat
  5. C 표준 라이브러리 문서 - https://en.cppreference.com/w/c/string/byte/strncat

 

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