c - 为什么即使我没有尝试修改字符串，C 中的字符串也会被修改？

Question

我正在尝试解决 K&R C 第二版中的练习 1-19。 “编写一个函数reverse，将字符串s反转。用它来编写程序，一次将其输入反转一行。”

我的解决方案需要两个输入字符串s和t。 s 是源，t 是目标。并将源s中的数据复制到t。我能够解决这个问题，但我很难理解为什么源字符串 s 会被修改，即使它不在等号运算符的左侧。

#include <stdio.h>

/* Solution to Exercise 1-19. Chapter 1 */

#define MAXLENGTH 10

int getln(char s[], int lim);
void reverse(char s[], char t[]);

int main()
{
  int i, len;

  char s[MAXLENGTH]; /* original string */
  char t[MAXLENGTH]; /* reversed string */

  while ((len = getln(s, MAXLENGTH)) > 0) {
    printf("before reverse: %s", s);
    reverse(s,t);
    printf("reversed string: %s\n", t);
    printf("after reverse: %s", s);
  }  
  return 0; 
}

/* getln: read a line into s, return length */
int getln(char s[], int lim)
{
  int c, i, l; 

  l = 0; 
  for (i = 0; ((c = getchar()) != EOF) && (c != '\n'); ++i) {
    if (i < (lim - 1)) {
      s[l] = c; 
      ++l;
    }  
  }  

  if (c == '\n') {
    s[l] = c; 
    ++l;
  }  

  s[l] = '\0';
  return l; 
}

/* reverse: reverses s to target t */
void reverse(char s[], char t[])
{
  int i, j; 
  for (i = 0; s[i] != '\0'; ++i)
   ;  
  --i;                                                                                                                                                                             
  if (s[i] == '\n') {
    --i;
  }  
  for (j = 0; i >= 0; ++j) {
    t[j] = s[i];
    --i;
  }  
  t[j] = '\0';
}

测试用例:

$ ./a.out < testdata 
before reverse: abcdefghi
reversed string: ihgfedcba
after reverse: abcdefghi
ihgfedcba$ 

文件测试数据的内容:

$ cat testdata 
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
$ 

Answer 1

函数 getln 中存在错误。为了简化函数的分析，我们假设 lim 等于 2。

然后在这个循环中

  l = 0; 
  for (i = 0; ((c = getchar()) != EOF) && (c != '\n'); ++i) {
    if (i < (lim - 1)) {
      s[l] = c; 
      ++l;
    }  
  }  

您可以编写仅一个字符的 lim-1 个字符。当用户按下 Enter 键并将新行字符 '\n' 发送到输入缓冲区时，循环将停止迭代。

所以最后读取的字符是换行符'\n'。该字符存储在循环后的字符串中

  if (c == '\n') {
    s[l] = c; 
    ++l;
  }  

现在限制已用完。设置传入的字符数组中的两个字符。

但是在下一个声明中

  s[l] = '\0';

当l等于2时，内存访问超出限制。

仅此而已。只要参数 lim 的值等于传递的字符数组的大小，该函数就会调用未定义的行为。终止零字符'\0'被写入字符数组之外的内存中，以后可以被覆盖。

我将按照以下方式定义该函数，如下面的演示程序所示。

#include <stdio.h>

size_t getln( char s[], size_t n )
{
    size_t i = 0;

    if ( n )
    {
        int c;

        while ( i + 1 < n && ( c = getchar() ) != EOF && c != '\n' )
        {
            s[i++] = c;
        }

        if ( c == '\n' && i + 1 < n ) s[i++] = c;

        s[i] = '\0';
    }       

    return i;   
}

int main(void) 
{
    enum { N = 10 };
    char s[N];

    while ( getln( s, N ) ) printf( "\"%s\"\n", s );

    return 0;
}

如果输入

abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

那么程序输出将是

"abcdefghi"
"jklmnopqr"
"stuvwxyz
"

即只有最后输入的字符串包含换行符。

注意练习中写着

Write a function reverse that reverses the character string s.

这意味着您需要反转原始字符串本身，而不是将其以相反的顺序复制到另一个字符数组。

这样的函数可以如下所示

#include <stdio.h>

char * reverse( char *s )
{
    size_t n = 0;

    while ( s[n] != '\0' ) n++;

    if ( n && s[n-1] == '\n' ) --n;

    for ( size_t i = 0; i < n / 2; i++ )
    {
        char c = s[i];
        s[i] = s[n-i-1];
        s[n-i-1] = c;
    }

    return s;
}

size_t getln( char s[], size_t n )
{
    size_t i = 0;

    if ( n )
    {
        int c;

        while ( i + 1 < n && ( c = getchar() ) != EOF && c != '\n' )
        {
            s[i++] = c;
        }

        if ( c == '\n' && i + 1 < n ) s[i++] = c;

        s[i] = '\0';
    }       

    return i;   
}

int main(void) 
{
    enum { N = 10 };
    char s[N];

    while ( getln( s, N ) ) printf( "\"%s\"\n", reverse( s ) );

    return 0;
}

如果输入再次

abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

那么程序输出是

"ihgfedcba"
"rqponmlkj"
"zyxwvuts
"

如果您想从函数 reverse 内的字符串中删除换行符 '\n'，请替换此语句

    if ( n && s[n-1] == '\n' ) --n;

对于这个

    if ( n && s[n-1] == '\n' ) s[--n] = '\0';