c - 打印到标准输出和写入文件时 C 字符串中的垃圾值

Question

我正在研究 C 字符串和流以更好地理解它们。我有这个测试程序来从输入文件读取固定大小的数据 block 到缓冲区，将缓冲区内容存储在中间存储中(在这种情况下，我希望存储能够存储三个不同的“读取”)和然后将读取的字符串和中间存储中的字符串之一写入输出文件。

关于此的注意事项:在每次迭代中，我只使用中间存储的两个第一个位置，并将第二个“存储的字符串”写入文件。

代码:

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

#define SIZE 3
#define BUFFER_SIZE 5

int main(int argc, char** argv) {
  FILE* local_stream_test = fopen("LOCAL_INPUT_FILE","r");
  FILE* local_output_test = fopen("LOCAL_OUTPUT_TEST","w");

  if(!local_stream_test) {
    puts("!INPUT FILE");
    return EXIT_FAILURE;
  }
  if(!local_output_test) {
    puts("!OUTPUT FILE");
    return EXIT_FAILURE;
  }
  char my_buffer[BUFFER_SIZE];
  char test[SIZE];
  char* test2[SIZE];
  memset(my_buffer,0,sizeof(my_buffer));
  memset(test,0,sizeof(test));
  memset(test2,0,sizeof(test2));

  int read = fread( my_buffer, sizeof(my_buffer[0]), sizeof(my_buffer)/sizeof(my_buffer[0]), local_stream_test );

   printf("FIRST READ TEST: %d\n",read);
   printf("\tMY_BUFFER, SIZEOF: %lu, STRLEN: %lu\n",sizeof(my_buffer),strlen(my_buffer));

   fwrite(my_buffer,sizeof(my_buffer[0]),/*strlen(aux)*/ read,local_output_test);
   char* aux_test = strdup(my_buffer);
   printf("\tAUX_TEST STRLEN: %lu, ## %s\n",strlen(aux_test), aux_test);
   free(aux_test);
   aux_test = NULL;

   while(read > 0) {
     if(feof(local_stream)) {
       puts("BYE");
       break;
     }
     read = fread( my_buffer, sizeof(my_buffer[0]), sizeof(my_buffer)/sizeof(my_buffer[0]), local_stream_test );
     aux_test = strdup(my_buffer);

     if(!aux_test) {
       puts("!AUX_TEST");
       break;
     }


     printf("READ TEST: %d\n",read);
     printf("\tMY_BUFFER, SIZEOF: %lu, STRLEN: %lu\n",sizeof(my_buffer),strlen(my_buffer));
     printf("\tAUX_TEST, SIZEOF: %lu, STRLEN: %lu ** SIZEOF *AUX_TEST: %lu, SIZEOF AUX_TEST[0]: %lu\n",sizeof(aux_test),strlen(aux_test),sizeof(*aux_test),sizeof(aux_test[0]));

     fwrite(aux_test,sizeof(aux[0]),/*strlen(aux)*/ read,local_output_test);

     printf("** AUX_TEST: %s\n",aux_test);
     test2[0] = aux_test;
     test2[1] = aux_test;
     test2[1][3] = toupper(test2[1][3]);

     fwrite(test2[1],sizeof(test2[1][0]),read,local_output_test);

     printf("\n** TEST2[0] SIZEOF: %lu, STRLEN: %lu, TEST2[0]: %s\n",sizeof(test2[0]),strlen(test2[0]),test2[0]);
     printf("\n** TEST2[1] SIZEOF: %lu, STRLEN: %lu, TEST2[1]: %s\n",sizeof(test2[1]),strlen(test2[1]),test2[1]);

     strcpy(test2[1],aux_test);
     printf("** COPIED TEST2[1]: %s\n",test2[1]);
     free(aux_test);
     aux_test = NULL;
     puts("*******************************************");
  }
  return EXIT_SUCCESS;
}

输入文件:

converts a byte string to a floating point value
converts a byte string to an integer value
converts a byte string to an integer value

当打印字符串时，我在第二次读取后在它的末尾得到了额外的垃圾值。这是第一次、第二次和第三次从文件中读取的 stdout 中的输出:

FIRST READ TEST: 5
    MY_BUFFER, SIZEOF: 5, STRLEN: 5
    AUX_TEST STRLEN: 5, ## conve
READ TEST: 5
    MY_BUFFER, SIZEOF: 5, STRLEN: 5
    AUX_TEST, SIZEOF: 4, STRLEN: 5 ** SIZEOF *AUX_TEST: 1, SIZEOF AUX_TEST[0]: 1

** AUX_TEST: rts a

** TEST2[0] SIZEOF: 4, STRLEN: 5, TEST2[0]: rts a

** TEST2[1] SIZEOF: 4, STRLEN: 5, TEST2[1]: rts a
** COPIED TEST2[1]: rts a

*******************************************
READ TEST: 5
    MY_BUFFER, SIZEOF: 5, STRLEN: 13
    AUX_TEST, SIZEOF: 4, STRLEN: 13 ** SIZEOF *AUX_TEST: 1, SIZEOF AUX_TEST[0]: 1

** AUX_TEST:  byte▒▒▒▒

** TEST2[0] SIZEOF: 4, STRLEN: 13, TEST2[0]:  byTe▒▒▒▒


** TEST2[1] SIZEOF: 4, STRLEN: 13, TEST2[1]:  byTe▒▒▒▒

** COPIED TEST2[1]:  byTe▒▒▒▒

让我烦恼的是，当垃圾值开始出现时，字符串的长度大于从文件中读取的字节:13 与 5 .我玩过 BUFFER_SIZE 但在打印到 stdout 时我总是得到垃圾值，除非大小足以一次性读取文件。

例如，BUFFER_SIZE 等于 500，这是 stdout 中的输出:

FIRST READ TEST: 135
    MY_BUFFER, SIZEOF: 300, STRLEN: 135
    AUX_TEST STRLEN: 135, ## converts a byte string to a floating point value
       converts a byte string to an integer value
        converts a byte string to an integer value

 BYE

生成的输出文件:

BUFFER_SIZE = 5

converts arts a byte byTe stri stRing tong To a fl a FloatinoatIng poig pOint vant Value
clue
converonvErts a ts A byte bytE strinstrIng to g tO an inan IntegertegEr valu vaLue
cone
cOnvertsverTs a by a Byte stte String rinG to anto An inte inTeger vger value
aluE

BUFFER_SIZE = 500:与输入文件相同。

所以，我正在访问越界内存，对吗？但是哪里？我找不到这个问题的根源(很可能我对如何使用 C 字符串有误解)。

附言:

我读了here也许我的问题是我忘记在字符串末尾添加 NULL 标记。正在做:

 test2[0] = aux_test;
 test2[0][ strlen(aux_test)+1 ] = '\0';

 /* OR THIS */
 test2[0][read+1] = '\0';

产生相同的结果。

Answer 1

您的部分问题是您正在读取数组范围之外的内容，并且 fread()当然不会 null 终止任何东西。

例如:

printf("\tMY_BUFFER, SIZEOF: %lu, STRLEN: %lu\n",sizeof(my_buffer),strlen(my_buffer));

您将 5 个字节的数据读入一个 5 字节大小的数组中。 strlen()报告 5；幸运的是，超出数组末尾的第一个字节恰好是零字节，但由于它在数组之外，因此您在该点调用了未定义的行为(即使您得到了预期的答案)。

在循环中，在第一次迭代中，toupper()大小写转换为空白，但不会改变它。 test2[0]和 test2[1]两者都指向同一个字符串，所以如果 toupper()做了任何事情，都会影响这两个指针指向的值。

当垃圾值“出现”时，您已将非零字节放入 my_buffer 结束后的数据中, 和 strlen()读取那些非零字节，直到到达零字节。因此，问题都是由于无法确保您的字符缓冲区在分配的长度内以空终止。当您调用未定义的行为时，可能会发生奇怪的事情。

请注意，如果您使用 printf("<<%.*s>>\n", read, my_buffer);您只会打印已读取的数据字节。

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你问的是:

test2[0] = aux_test;
test2[0][ strlen(aux_test)+1 ] = '\0';
/* OR THIS */
test2[0][read+1] = '\0';

您正在访问超出所提供内容末尾的一个字节。根据定义，strlen(str)返回第一个数字 len这样 str[len] == '\0' .当你写 test2[0][[strlen(aux_test)+1] = '\0';因此，您要在字符串中第一个 null 的末尾之后写入一个字节。 test2[0][read+1] = '\0';赋值，假设你刚刚读取了 5 个字节，覆盖了 test2[0][6] , 但读取的数据的最后一个字节在 test2[0][4] 中, 所以你没有改变 test2[0][5] (目前尚不清楚您是否被允许这样做)。

test2[0][strlen(aux_test)] = '\0';  // No-op, but safe
test2[0][read] = '\0';              // If you left enough space, null terminates the input