strlen() Bug
C语言strlen()以NUL作为字符串结束标记,自定义一个字符串长度统计函数消除这个Bug
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- char strA[5] = {'1', '2', '3', '4', '5'};
char strA[5] = {'1', '2', '3', '4', '5'};
这个时候使用 strlen() 函数会出现莫名其妙的结果,因为 strlen() 会一直统计内存中的字符,直到遇到NUL,而什么时候遇到是不可预知的。
请大家编写一个安全的字符串长度统计函数,即使字符串未以NUL结尾,也不会出错。
注意:你需要向自定义函数传递一个参数,它的值就是字符串缓冲区的长度。
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- #include <stdio.h>
- #include <string.h>
- #include <stddef.h>
- /**
- * @function 安全的字符串长度函数
- *
- * @param string 要计算长度的字符串
- * @param size 字符串缓冲区长度
- **/
- size_t my_strlen( char const *string, size_t size ){
- register size_t length;
- // 统计范围不超过 size
- for ( length = 0; length < size; length++ )
- if( *string++ == '\0')
- break;
- return length;
- }
- int main(){
- char strA[5] = {'1', '2', '3', '4', '5'},
- strB[10] = "123456789";
- // 对比 strlen() 和 my_strlen() 的结果
- printf("The length of strA is %d -- By strlen()\n", strlen(strA) );
- printf("The length of strA is %d -- By my_strlen()\n", my_strlen(strA, 5) );
- printf("The length of strB is %d -- By strlen()\n", strlen(strB) );
- printf("The length of strB is %d -- By my_strlen()\n", my_strlen(strB, 10) );
- return 0;
- }
#include <stdio.h> #include <string.h> #include <stddef.h>/*** @function 安全的字符串长度函数* * @param string 要计算长度的字符串* @param size 字符串缓冲区长度 **/ size_t my_strlen( char const *string, size_t size ){register size_t length;// 统计范围不超过 sizefor ( length = 0; length < size; length++ )if( *string++ == '\0')break;return length; }int main(){char strA[5] = {'1', '2', '3', '4', '5'},strB[10] = "123456789";// 对比 strlen() 和 my_strlen() 的结果printf("The length of strA is %d -- By strlen()\n", strlen(strA) );printf("The length of strA is %d -- By my_strlen()\n", my_strlen(strA, 5) );printf("The length of strB is %d -- By strlen()\n", strlen(strB) );printf("The length of strB is %d -- By my_strlen()\n", my_strlen(strB, 10) );return 0; }
运行结果:
The length of strA is 17 -- By strlen() The length of strA is 5 -- By my_strlen() The length of strB is 9 -- By strlen() The length of strB is 9 -- By my_strlen()
注意:17 明显超出了字符数组范围。
C语言实现动态数组,克服静态数组大小固定的缺陷
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动态数组是相对于静态数组而言。静态数组的长度是预先定义好的,在整个程序中,一旦给定大小后就无法改变。而动态数组则不然,它可以随程序需要而重新指定大小。动态数组的内存空间是从堆(heap)上分配(即动态分配)的。是通过执行代码而为其分配存储空间。当程序执行到这些语句时,才为其分配。程序员自己负责释放内存。
那么,如何创建动态数组,按照需要设置数组大小呢?
下面是一个创建动态数组的例子:
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- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- int main(){
- int arrLen; // 数组长度
- int *array; // 数组指针
- int i; // 数组下标
- printf("输入数组长度:");
- scanf("%d", &arrLen);
- // 动态分配内存空间,如果失败就退出程序
- array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) );
- if(!array){
- printf("创建数组失败!\n");
- exit(1);
- }
- // 向内存中写入数据
- for(i=0; i<arrLen; i++){
- array[i] = i+1;
- }
- // 循环输出数组元素
- for(i=0; i<arrLen; i++){
- printf("%d ", array[i]);
- }
- printf("\n");
- free(array);
- system("pause");
- return 0;
- }
#include <stdio.h> #include <stdlib.h>int main(){int arrLen; // 数组长度int *array; // 数组指针int i; // 数组下标printf("输入数组长度:");scanf("%d", &arrLen);// 动态分配内存空间,如果失败就退出程序array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) );if(!array){printf("创建数组失败!\n");exit(1); }// 向内存中写入数据for(i=0; i<arrLen; i++){array[i] = i+1;}// 循环输出数组元素for(i=0; i<arrLen; i++){printf("%d ", array[i]);}printf("\n");free(array); system("pause");return 0; }
运行结果:
输入数组长度:10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
请按任意键继续. . .
malloc()函数
这里重点说明的是malloc()函数,这是一个非常重要和常用的函数。
malloc() 用来动态分配指定大小的内存空间,以字节计,其原型为:
void *malloc( size_t size );
size_t 是一种自定义数据类型,在 stddef.h 头文件中定义为:
typedef unsigned int size_t; // 无符号整型
malloc()返回值类型为 void *,这并不是说该函数调用后无返回值,而是返回一个内存结点的地址,该地址的类型为void(无类型或类型不确定),即一段存储区的首址,其具体类型无法确定,只有使用时根据各个域值数据再确定。可以用强制转换的方法将其转换为别的类型。例如:
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- double*pd=NULL;
- pd=(double*)malloc(10*sizeof(double));
double*pd=NULL; pd=(double*)malloc(10*sizeof(double));
表示将向系统申请10个连续的double类型的存储空间,并用指针pd指向这个连续的空间的首地址。并且用(double)对malloc()的返回类型进行转换,以便把double类型数据的地址赋值给指针pd。
sizeof
上面的代码中,array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) ); 用来分配arrLen*sizeof(int)个字节的内存空间,并将返回的指针强制转换为int。这里注意,int 类型的长度在不同平台下可能不同,不要把int的长度指定为2或4,要用sizeof()来计算int的长度,以更好的跨平台。
使用内存中的数据
上面的代码中,我们通过下标(array[i])来引用数组元素,这个静态数组没有什么区别。另外还可以通过指针来引用数组元素,对上面的程序稍作修改:
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- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- int main(){
- int arrLen; // 数组长度
- int *array; // 数组指针
- int *arrayCopy; // 数组指针副本
- int i; // 数组下标
- printf("输入数组长度:");
- scanf("%d", &arrLen);
- // 动态分配内存空间,如果失败就退出程序
- arrayCopy = array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) );
- if(!array){
- printf("创建数组失败!\n");
- exit(1);
- }
- // 向内存中写入数据
- for(i=0; i<arrLen; i++){
- *arrayCopy++ = i+1;
- }
- // 循环输出数组元素
- arrayCopy = array;
- for(i=0; i<arrLen; i++){
- printf("%d ", *arrayCopy++);
- }
- printf("\n");
- free(array);
- system("pause");
- return 0;
- }
#include <stdio.h> #include <stdlib.h>int main(){int arrLen; // 数组长度int *array; // 数组指针int *arrayCopy; // 数组指针副本 int i; // 数组下标printf("输入数组长度:");scanf("%d", &arrLen);// 动态分配内存空间,如果失败就退出程序arrayCopy = array = (int*)malloc( arrLen*sizeof(int) );if(!array){printf("创建数组失败!\n");exit(1); }// 向内存中写入数据 for(i=0; i<arrLen; i++){*arrayCopy++ = i+1;}// 循环输出数组元素arrayCopy = array;for(i=0; i<arrLen; i++){printf("%d ", *arrayCopy++);}printf("\n");free(array); system("pause");return 0; }
可以发现,我们必须另外定义一个指针变量 arrayCopy,用来指向具体的数组元素。数组赋值完成后,要将 arrayCopy 重置到数组首地址,以便后面循环输出。
这里注意:free() 函数必须释放整块内存,不能只释放一部分,或者释放不存在的内存空间,否则程序会出错。所以,要多定义一个变量 arrayCopy,不断改变它的值,以指向不同的数组元素。这样可以保证 array 变量的值不变,始终指向内存首地址,用于free()整块内存。
例如,如果改变了 array 的值,使其指向第5个数组元素,那在free(array)时只释放掉了后半部分内存,而没有释放掉前半部分内存,这将引起程序错误。
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