人人都做过 的五个Bug！
发布时间：2022-11-29 11:19:35 所属栏目：语言 来源：
导读： 大家好，我是良许。 计算机专业的小伙伴，在学校期间一定学过 C 语言。它是众多高级语言的鼻祖，深入学习这门语言会对计算机原理、操作系统、内存管理等等底层相关的知识会有更深入的了解，所以我在直播的时候
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大家好，我是良许。 计算机专业的小伙伴，在学校期间一定学过 C 语言。它是众多高级语言的鼻祖，深入学习这门语言会对计算机原理、操作系统、内存管理等等底层相关的知识会有更深入的了解，所以我在直播的时候，多次强调大家一定要好好学习这门语言。 但是，即使是最有经验的程序员也会写出各种各样的 Bug。本文就盘点一下学习或使用 C 语言过程中，非常容易出现的 5 个 Bug，以及如何规避这些 Bug。 这篇文章主要面向初学者，老鸟可以忽略哈（其实不少老鸟依然还会犯这些低级错误哦）~ 1. 变量未初始化 当程序启动时，系统会给它自动分配一块内存，程序可以用它来存储数据。所以如果你在定义一个变量时，在未初始化的情况下，它的值有可能是任意的。 但这也不是绝对的，有些环境就会在程序启动时自动将内存「清零」，因此每个变量默认值都是零。考虑到可移植性，最好要将变量进行初始化，这是一名合格软件工程师应该养成的好习惯。 我们来看下下面这个使用几个变量和两个数组的示例程序： #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int i, j, k; int numbers[5]; int *array; puts("These variables are not initialized:"); printf(" i = %d\n", i); printf(" j = %d\n", j); printf(" k = %d\n", k); puts("This array is not initialized:"); for (i = 0; i < 5; i++) { printf(" numbers[%d] = %d\n", i, numbers[i]); } puts("malloc an array ..."); array = malloc(sizeof(int) * 5); if (array) { puts("This malloc'ed array is not initialized:"); for (i = 0; i < 5; i++) { printf(" array[%d] = %d\n", i, array[i]); } free(array); } /* done */ puts("Ok"); return 0; } 这段程序没有对变量进行初始化，所以变量的值有可能是随机的，不一定是零。在我的电脑上它的运行结果如下 ： These variables are not initialized: i = 0 j = 0 k = 32766 This array is not initialized: numbers[0] = 0 numbers[1] = 0 numbers[2] = 4199024 numbers[3] = 0 numbers[4] = 0 malloc an array ... This malloc'ed array is not initialized: array[0] = 0 array[1] = 0 array[2] = 0 array[3] = 0 array[4] = 0 Ok 从结果可以看出，i 和 j 的值刚好是 0，但 k 值为 32766。在 numbers 数组中，大多数元素也恰好是零，除了第三个（4199024）。 在不同的操作系统上编译这段相同的程序，运行的结果有可能又是不一样的。所以千万不要觉得你的结果就是正确唯一的，一定要考虑可移植性。 例如，这是在 FreeDOS 上运行的相同程序的结果： These variables are not initialized: i = 0 j = 1074 k = 3120 This array is not initialized: numbers[0] = 3106 numbers[1] = 1224 numbers[2] = 784 numbers[3] = 2926 numbers[4] = 1224 malloc an array ... This malloc'ed array is not initialized: array[0] = 3136 array[1] = 3136 array[2] = 14499 array[3] = -5886 array[4] = 219 Ok 可以看出来，运行的结果跟上面几乎是天差地别。所以，对变量进行初始化将为你省去很多不必要的麻烦，也便于将来的调试。 2. 数组越界 在计算机世界里，都是从 0 开始计数，但总有人有意无意忘记这点。比如一个数组长度为 10 ，想要获取最后一个元素的值，总有人用 array[10] …… 别问，问就是我写过…… 新手朋友犯这种低级错误特别多。我们来看下数组越界会发生什么。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int i; int numbers[5]; int *array; /* test 1 */ puts("This array has five elements (0 to 4)"); /* initalize the array */ for (i = 0; i < 5; i++) { numbers[i] = i; } /* oops, this goes beyond the array bounds: */ for (i = 0; i < 10; i++) { printf(" numbers[%d] = %d\n", i, numbers[i]); } /* test 2 */ puts("malloc an array ..."); array = malloc(sizeof(int) * 5); if (array) { puts("This malloc'ed array also has five elements (0 to 4)"); /* initalize the array */ for (i = 0; i < 5; i++) { array[i] = i; } /* oops, this goes beyond the array bounds: */ for (i = 0; i < 10; i++) { printf(" array[%d] = %d\n", i, array[i]); } free(array); } /* done */ puts("Ok"); return 0; } 请注意，程序初始化了数组 numbers 所有元素的值（0~4），但是越界读取了第 0~9 元素的值。可以看出来，前五个值是正确的，但之后鬼都不知道这些值会是什么： This array has five elements (0 to 4) numbers[0] = 0 numbers[1] = 1 numbers[2] = 2 numbers[3] = 3 numbers[4] = 4 numbers[5] = 0 numbers[6] = 4198512 numbers[7] = 0 numbers[8] = 1326609712 numbers[9] = 32764 malloc an array ... This malloc'ed array also has five elements (0 to 4) array[0] = 0 array[1] = 1 array[2] = 2 array[3] = 3 array[4] = 4 array[5] = 0 array[6] = 133441 array[7] = 0 array[8] = 0 array[9] = 0 Ok 所以大家在写代码过程中，一定要知道数组的边界。像这种数据读取的还好，如果一旦对这些内存进行写操作，直接就 core dump ！ 3. 字符串溢出 在 C 编程语言中，字符串是一组 char 值，也可以将其视为数组。因此，你也需要避免超出字符串的范围。如果超出，则称为字符串溢出。 为了测试字符串溢出，一种简单方法是使用 gets 函数读取数据。gets 函数非常危险，因为它不知道接收它的字符串中可以存储多少数据，只会天真地从用户那里读取数据。 如果用户输入字符串比较短那很好，但如果用户输入的值超过接收字符串的长度，则可能是灾难性的。 下面我们来演示一下这个现象： #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char name[10]; /* Such as "Beijing" */ int var1 = 1, var2 = 2; /* show initial values */ printf("var1 = %d; var2 = %d\n", var1, var2); /* this is bad .. please don't use gets */ puts("Where do you live?"); gets(name); /* show ending values */ printf("<%s> is length %d\n", name, strlen(name)); printf("var1 = %d; var2 = %d\n", var1, var2); /* done */ puts("Ok"); return 0; } 在这段代码里，接收数组的长度为 10 ，所以当输入数据长度小于 10 的话，程序运行就没问题。 例如，输入城市 Beijing ，长度为 7 ： var1 = 1; var2 = 2 Where do you live? Beijing <Beijing> is length 7 var1 = 1; var2 = 2 Ok 威尔士小镇 Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch 是世界上名字最长的城市，这个字符串有 58 个字符，远远超出了 name 变量中可保留的 10 个字符。 如果输入这个字符串，其结果是程序运行内存的其它位置，比如 var1和var2 ，都有可能被波及： var1 = 1; var2 = 2 Where do you live? Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch <Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch> is length 58 var1 = 2036821625; var2 = 2003266668 Ok Segmentation fault (core dumped) 在中止之前，程序使用长字符串覆盖内存的其他部分。请注意，var1 和 var2 不再是它们的起始值 1 和 2 。 所以我们需要使用更安全的方法来读取用户数据。例如，getline 函数就是一个不错的选择，它将分配足够大的内存来存储用户输入，因此用户不会因输入太长字符串而意外溢出。 4. 内存重复释放 良好的 C 编程规则之一是，如果分配了内存，就一定要将其释放。 我们可以使用 malloc 函数为数组和字符串申请内存，系统将开辟一块内存并返回一个指向该内存起始地址的指针。内存使用完毕后，我们一定要记得使用 free 函数释放内存，然后系统将该内存标记为未使用。 但是，这个过程中，你只能调用 free 函数一次。如果你第二次调用 free 函数，将导致意外行为，而且可能会破坏你的程序。 下面我们举个简单的例子： #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int *array; puts("malloc an array ..."); array = malloc(sizeof(int) * 5); if (array) { puts("malloc succeeded"); puts("Free the array..."); free(array); } puts("Free the array..."); free(array); puts("Ok"); } 运行此程序会导致第二次调用 free 函数时出现 core dump 错误： malloc an array ... malloc succeeded Free the array... Free the array... free(): double free detected in tcache 2 Aborted (core dumped) 那么怎么避免多次调用 free 函数呢？一个最简单的方法就是将 malloc 和 free 语句放在一个函数里。 如果你将 malloc 放在一个函数里，而将 free 放在另一个函数里，那么，在使用的过程中，如果逻辑设计不恰当，都有可能出现 free 被调用多次的情况。 （编辑：财气旺网 - 财气网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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