c - 仅基于 printf 语句的程序段错误

Question

在进行 K&R 练习时，我遇到了一种我无法理解的行为，而且我在 SOF 上找不到任何解决方案:

程序(将基数为 10 的整数转换为基数 n 字符串)在我额外的 printf() 语句下运行良好。一旦我开始删除或注释掉它们，意想不到的行为就开始了

完整代码:

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

#define MAXLINE 1000

char numtochar(unsigned n);
void reverse(char s[]);
void itob(int n, char s[], unsigned b);

int main() {
    // test numtochar
    assert(numtochar(1) == '1');
    assert(numtochar(11) == 'b');
    assert(numtochar(61) == 'Z');
    assert(numtochar(62) == '+');
    // test reverse
    char t[] = "TestiNg";
    reverse(t);
    assert(!strcmp(t, "gNitseT"));
    // test itob
    printf("if this is commented out, it will segfault\n");
    char s[MAXLINE];
    itob(10, s, 10);
    printf("%s\n", s);
    assert(strcmp(s, "10") == 0);
    itob(11, s, 2);
    printf("%s\n", s);
    assert(strcmp(s, "1011") == 0);
    itob(100, s, 8);
    printf("%s\n", s);
    assert(strcmp(s, "144") == 0);
    itob(1337, s, 32);
    printf("%s\n", s);
    assert(strcmp(s, "19p") == 0);
    itob(127, s, 64);
    printf("%s\n", s);
    assert(strcmp(s, "1/") == 0);
    return 0;
}

/* This numbering is not standard base-64, but will be consistent so long
 * as base <= 64
 * 0..63 => 0..9a..zA..Z+/
 */
char numtochar(unsigned n) {
    assert(n < 64);
    if (n < 10)
        return ('0' + n);
    else if (n >= 10 && n < 36)
        return ('a' + (n - 10));
    else if (n >= 36 && n < 62)
        return ('A' + (n - 36));
    else if (n == 62)
        return '+';
    else if (n == 63)
        return '/';
}

void reverse(char s[]) {
    int c, i, j;
    for (i=0, j=strlen(s)-1; i < j; i++, j--) {
        c = s[i];
        s[i] = s[j];
        s[j] = c;
    }
    return;
}

void itob(int n, char s[], unsigned b) {
    assert(b <= 64);
    int c, i, sign;
    if ((sign = n) < 0)
        n = -n;
    do {
        s[i++] = numtochar(n % b);
    } while ((n /= b) != 0);
    if (sign < 0)
        s[i++] = '-';
    s[i] = '\0';
    reverse(s);
    return;
}

如下所示，如果我运行所有 printf 语句，它会按预期运行。如果我注释掉第一条语句，它会运行一次但不会再次运行。

user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ make ex05.o # no printf statements commented
gcc -o ex05.o ex05.c
user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ ./ex05.o
if this is commented out, it will segfault
10
1011
144
19p
1/
user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ make ex05.o # comment out first printf statement
gcc -o ex05.o ex05.c
user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ ./ex05.o
10
1011
144
19p
1/
user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ make ex05.o # resave after no changes
gcc -o ex05.o ex05.c
user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ ./ex05.o
Segmentation fault (core dumped)

但是，如果我取消注释掉第一个 printf 语句并注释掉第二个语句 (printf("%s\n", s);)，itob 的结果不再通过断言声明。

user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ make ex05.o # uncomment first printf, comment second
gcc -o ex05.o ex05.c
user@laptop:~/git/ansi_c/ch3 $ ./ex05.o
if this is commented out, it will segfault
101101
ex05.o: ex05.c:33: main: Assertion `strcmp(s, "1011") == 0' failed.
Aborted (core dumped)

gcc 版本是 7.2.1

如果我删除所有 printf 语句，它也会出现段错误。作为 C 的新手，我不确定如果这确实是问题所在，我可能在哪里分配内存不足，因为我看到的所有类似问题都围绕着 malloc 的使用展开。

Answer 1

在 C 中要学习的一件重要事情是，如果您不使用值初始化变量然后访问它，它将导致未定义的行为。以这个函数为例...

void itob(int n, char s[], unsigned b) {
    assert(b <= 64);
    int c, i, sign;
    if ((sign = n) < 0)
        n = -n;
    do {
        s[i++] = numtochar(n % b);
    } while ((n /= b) != 0);
    if (sign < 0)
        s[i++] = '-';
    s[i] = '\0';
    reverse(s);
    return;
}

i 一开始有什么值？它可能是 0，但它实际上是当时内存中恰好存在的随机值。这就是为什么取消注释代码会改变事情，因为它会影响 i 的值。

只需将其更改为以值 0 开头即可解决您的问题。还删除了 c，因为它未被使用

int i = 0, sign;

valgrind 是一个很好用的工具 - 它会告诉您内存损坏和泄漏发生的位置。