Downcodes小編帶你了解Visual Studio中scanf和scanf_s函數的差別！這兩個函數都用於從標準輸入讀取格式化輸入，但scanf_s是scanf的安全版本，它透過要求指定緩衝區大小來防止緩衝區溢出，從而提升程式安全性。本文將深入探討這兩個函數的概念、運作機制、潛在風險、安全優勢以及遷移實踐等方面，並提供選擇輸入函數的準則，幫助開發者更好地理解和應用這兩個函數，編寫更安全、更可靠的程式碼。
在Visual Studio (VS) 中，scanf和scanf_s這兩個函數用於從標準輸入（通常是鍵盤）讀取格式化輸入。它們之間的主要區別在於安全性：scanf_s是scanf的安全版本，要求指定緩衝區的大小，並在某些情況下需要額外的參數，以防止緩衝區溢出，從而提高了程式的安全性。
具體來說，scanf_s函數是為了提高安全性而引入的，該函數要求開發者明確地提供緩衝區的大小信息，從而減少因為使用scanf導致的緩衝區溢出安全漏洞。 scanf_s的這種要求更加嚴格，但是在處理使用者輸入時顯著提高了程式的穩定性和安全性。
一、SCANF與SCANF_S的概念與運作機制
二、SCANF的潛在風險與限制
三、SCANF_S的安全優勢與使用
四、從SCANF到SCANF_S的遷移實踐
五、相容性考量和標準規定
六、適當選擇輸入函數的準則
scanf函數是C語言標準函式庫中常用的函數，用於從標準輸入讀取格式化資料。 例如，透過scanf(%d, &number);，程式能夠提示使用者輸入一個整數，並將該整數存放在變數number中。 scanf可以同時讀取多種資料類型，並按照指定的格式進行轉換和儲存。
作為scanf的一個更安全的替代方案，scanf_s函數要求為每一個讀入的字元陣列或字串參數都明確指出其大小。 這樣的設計減少了緩衝區溢位的風險。例如，對於字元數組，scanf_s的呼叫格式會類似scanf_s(%s, buffer, (unsigned)_countof(buffer));，其中(unsigned)_countof(buffer)部分就是用來指定緩衝區大小的額外參數。
使用scanf時，如果未嚴格控制輸入的長度，就會有緩衝區溢位的風險。 緩衝區溢位可能會導致程式崩潰，甚至可能被惡意利用執行任意程式碼。考慮到scanf允許輸入的資料超出預期的大小，當處理不信任的輸入來源時，尤其是在需要高安全性的環境下，這種風險是無法接受的。
例如，對於字串輸入，如果使用scanf(%s, buffer);，當輸入的字串超出buffer的容量時，超出部分將覆蓋相鄰的內存，可能污染其他變數甚至是返回地址等敏感資訊。這種潛在風險使得scanf函數在安全編程中通常被避免使用。
scanf_s的引入，其核心優勢在於提升了程式處理使用者輸入時的安全性。 透過為每個需要緩衝區的參數指定大小，可以避免超出預期長度的輸入所導致的溢位風險。除此之外，對於scanf_s讀取%s和%c類型時，不同於scanf，必須明確傳遞緩衝區的大小，即使在處理單一字元時也是如此。
使用scanf_s時，對於非字串或字元陣列的參數，使用方式與scanf相同。但對於字串或字元數組，必須提供額外的大小參數。例如，使用scanf_s讀取字串時的格式可能如下：
char buffer[128];
scanf_s(%127s, buffer, (unsigned)_countof(buffer)); // _countof用來計算陣列元素的數量
注意在格式字串中，字串的最大長度被設定為127，減少一個字元的空間用於儲存字串的結束符 。
從舊程式碼遷移至使用scanf_s通常需要對現有呼叫進行審查並進行必要的修改。 首先要確定每個讀取緩衝區的實際大小，並將這個大小作為新的參數傳遞給scanf_s。此外，開發者也要注意scanf_s對於某些格式說明符的不同要求，確保修改後的程式碼能夠正確運作。
在遷移的過程中，核心是理解每個scanf呼叫的上下文，並弄清楚緩衝區的大小。不僅要在程式碼層面進行調整，還要確保整個團隊對於新的函數的使用有足夠的認識，尤其是與安全相關的面向。
scanf_s函數是C11標準中定義的optional函數之一，也就是說，並不是所有的C語言函式庫實作都包含scanf_s。在一些非Microsoft的編譯器中，scanf_s可能不可用，這在跨平台程式設計時需要特別注意。
在相容性上，若要在不支援scanf_s的平台上編譯原本依賴scanf_s的程式碼，可能需要附加條件編譯指令來區分不同環境，或提供一個自訂的scanf_s的實作。
當編寫C語言程式需要輸入功能時，選擇合適的輸入函數至關重要。安全性始終應是首要考慮的因素，尤其是在處理可能的外部或不安全資料來源時。 scanf_s提供一種安全的讀取使用者輸入的方式，它強制開發者去考慮和控制資料的長度，顯著降低了安全風險。
但同時，開發者也應意識到，這並不意味著scanf_s就是在任何情況下都是最佳選擇。在一些非關鍵場景下，或是完全信任輸入來源的限制環境下，正常的scanf或其他輸入函數可能就足夠使用。在選擇時，除去安全性外，還需考慮到程式碼的可讀性、維護性以及團隊的熟練度等因素。
最終，無論選擇哪個輸入函數，編寫安全且健壯的程式碼始終是程式設計中的根本宗旨。
1. scanf和scanf_s在VS中有什麼不同？
scanf和scanf_s是用來讀取使用者輸入的函數，在VS中有一些細微的差別。主要區別如下：
a. 安全性：scanf_s是安全版的scanf函數，它在讀取使用者輸入時會進行邊界檢查，防止緩衝區溢位。而scanf函數在某些情況下可能導致緩衝區溢位的安全隱憂。
b. 編譯警告：在使用scanf時，編譯器會發出一些警告，因為它無法在編譯時偵測格式字串中的參數是否與使用的變數類型相符。而scanf_s會在編譯時檢查格式字串，如果不符合會產生編譯錯誤。
2. scanf_s相對於scanf的優勢是什麼？
scanf_s相對於scanf的優勢主要體現在以下兩個：
a. 安全性：由於scanf_s進行了邊界檢查，可以防止一些緩衝區溢位的安全隱患。這對於輸入未知長度的字串或使用者輸入的字串長度不可預測的情況下尤其重要。
b. 編譯時檢查：scanf_s會在編譯時檢查格式字串，如果不匹配會產生編譯錯誤，這樣可以幫助開發者及時發現潛在的錯誤，並進行修正。
3. 為什麼在VS中建議使用scanf_s而不是scanf？
在VS中推薦使用scanf_s而不是scanf是出於安全性考慮。由於scanf函數無法確保使用者輸入的長度不超過緩衝區的限制，可能會導致緩衝區溢位漏洞。而scanf_s可以在讀取使用者輸入時進行邊界檢查，防止這些安全隱患的發生。雖然使用scanf_s會增加一些編譯時的開銷，但這是為了提高程式的安全性和穩定性而必要的。因此，使用VS時，建議使用scanf_s來讀取使用者輸入，盡量避免潛在的安全問題。
希望Downcodes小編的講解能幫助你更好地理解和使用scanf和scanf_s函數！在實際開發中，請根據具體情況選擇合適的輸入函數，並始終專注於程式碼的安全性和可靠性。