尝试在结构上使用 scanf 时出现分段错误

Question

我对 c 很陌生，现在我也很沮丧。这是我的代码：

typedef struct {

char* fName;
char* lName;
char* pNum;
char* address;
char* email;
} contactInfo;

void addContact(){
contactInfo *contact;
contact = (contactInfo *) malloc (sizeof(contactInfo));

printf("\n[Add a contact]\nFirst Name: ");
scanf("%s", contact->fName);
printf("%s", contact->fName);
}

由于某种原因，当我为 scanf 输入一个值时，它会给我一个分段错误。如果我尝试在 contact->fName 前添加 & ，我也会收到错误消息。

代码有什么问题？

Answer 1

您应该为结构中的所有char * 分配内存。

例如：

contact->fName =  malloc(sizeof(char) * 10);

另外，你应该检查malloc()的返回值

Answer 2

首先，别担心 - 以 C 开头的挫折是正常的 :)

既然你说你是初学者，我已经写了一个很长的答案，解释了你可能想要做的一些其他改进。对不起，如果我涵盖了一些你已经知道的事情。总结如下：

1. 您需要为char*s 分配一些空间以指向（这是导致崩溃的原因）
2. 确保检查 malloc 的返回值
3. 确保要求 scanf() 只读取字符串中可以容纳的字符数。
4. 无需从 malloc 转换返回值。
5. 记得 free() 任何你已经 malloc 编辑过的东西。

---

您需要为char*s 分配一些空间以指向

在 C 中，char* 表示“指向字符的指针”。 char* 通常用于字符串，因为您可以像索引数组一样索引指针 - 例如，假设：

 char *a = "Hello";

那么，a[1] 表示“a 指向的字符之后的第一个char，在本例中为'e'；

你有这个代码：

contactInfo *contact;
contact = (contactInfo *) malloc (sizeof(contactInfo));

此时，您已经声明了一个指向contactInfo 结构的指针，并为其分配了正确大小的内存。但是，结构内的指针目前不指向任何东西——所以当你的程序调用scanf() 时会崩溃。您还需要为即将阅读的字符分配空间，例如：

contact->fName = malloc(sizeof(char) * 10);

将为 10 个字符分配空间。您需要为结构中的每个 char* 执行此操作。

我不想让你太担心的几个旁白：

• 在 C 中，sizeof(char) 始终为 1，因此您可以写成 malloc(10)，但在我看来，它的可读性较差。

• 你也可以这样做：

  contact->fName = malloc(sizeof(*(contact->fName)) * 10);
  

  这对于 fName 类型的更改是稳健的 - 您将始终为 fName 指向的任何 10 个分配足够的空间。

确保检查 malloc 的返回值

现在回到正轨 - 您还应该检查来自 malloc() 的返回值：

contact->fName = malloc(sizeof(char) * 10);
if(contact->fName == NULL) {
   // Allocation failed 
}

在某些情况下，您可能能够从失败的分配中恢复（例如，尝试 再次分配，但要求更少的空间），但开始：

contact->fName = malloc(sizeof(char) * 10);
if(contact->fName == NULL) {
   printf(stderr,"Allocation of contact->fName failed");
   exit(EXIT_FAILURE);
}

应该没问题。许多程序员会为malloc() 编写一个包装器，为他们进行错误检查，这样他们就不必再担心了。

确保您只要求scanf() 读取字符串中可以容纳的尽可能多的字符。

请注意，一旦您在 fName 中分配了 10 个字符，scanf() 可能会读取太多字符。您可以通过写入"%Ns" 来明确告诉 scanf 限制，其中 N 是字符串中的最大字符数（最后的空终止符减去 1）。所以，如果你分配了 10 个字符，那么你应该写：

scanf("%9s", contact->fName);

无需从 malloc 转换返回值。

最后一点 - you don't need to cast the return value of malloc in C，所以我可能会写：

 contact =  malloc (sizeof(contactInfo));

记住free() 你分配的任何东西

您可能已经这样做了，但是每次您malloc() 任何事情时，请确保在完成后您的代码中有相应的free()。这告诉操作系统它可以取回内存。所以，如果你有什么地方

 contact =  malloc (sizeof(contactInfo));

稍后，当您处理完该联系人后，您将需要以下内容：

 free(contact);

避免内存泄漏。

一旦你释放了一些东西，你就不能再访问它了。因此，如果您在联系人中分配了字符串，则必须首先释放它们：

 free(contact->fName);  // doing this in the other order might crash
 free(contact);  

关于免费的一些事情要记住：

1. 你不能两次释放任何东西。为避免这种情况，一个好的做法是编写：

    if(contact != NULL) free(contact); 
    contact = NULL;
   

   如果你这样写，那么你还需要在创建它们时将所有指针初始化为 NULL。当您创建其中包含指针的结构时，一种简单的方法是使用calloc() 而不是malloc() 创建结构，因为calloc() 返回的内存始终为零。

2. 当您的程序退出时，所有内存都会释放回操作系统。这意味着您技术上不需要free() 在程序的整个生命周期内都存在的东西。但是，我建议养成释放所有分配的习惯，否则你会忘记重要的一天。

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进一步改进

正如评论者在另一个答案中指出的那样，使用幻数（代码中硬编码的数字）通常是不好的做法。在我上面给你的例子中，我把“10”硬编码到程序中作为字符串的大小。但是，最好执行以下操作：

#define FNAME_MAX_LENGTH 10

然后再去：

malloc(sizeof(char) * FNAME_MAX_LENGTH);

这样做的好处是，如果你需要在任何地方改变字符串的大小，你可以只在一个地方改变它。它还可以防止您不小心在一个地方输入 100 或 1，从而导致潜在的严重且难以发现的错误。

当然，既然您已经有了一个#define 的长度，您需要更新我们指定长度的scanf() 调用。但是，由于 scanf() 需要长度 - 1，您将无法使用 #define 指定长度（至少，不是以任何可读的方式）。

因此，您可能对fgets() 感兴趣，它读取到指定长度 -1（或直到行尾 - 以先到者为准）。然后你可以这样做：

fgets(contact->fName,FNAME_MAX_LENGTH,stdin);

而不是scanf() 调用。进行此更改的另一个充分理由是scanf() 可以是kind of a pain。

所以，除了上面的总结：

1. 对字符串的长度使用#define 可以避免出现问题，并使以后更改代码更容易。
2. fgets() 比 scanf() 更易于使用，并且更适合使用 #define 作为字符串长度。

Answer 3

根据@AdamMihalcin 的建议，我已经给出了一个几乎完整的代码，希望可以作为参考。

注意几点：

1. 应该检查malloc()的返回值。因为malloc() 从堆中获取内存，如果没有足够的内存，那么malloc() 可能会返回NULL。要了解更多关于 malloc 的信息，您可以阅读其手册页 - man malloc

2. 所有malloc'ed 内存必须是free'ed。

3. Difference between scanf() and fgets() 和 C - scanf() vs gets() vs fgets() 解释了为什么 fgets() 比 scanf() 更受欢迎

代码如下：

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

/* 
define the length of each filed 
in the contactInfo struct 
*/
#define L_fName     10
#define L_lName     10
#define L_pNum      10
#define L_address   25  
#define L_email     15

typedef struct {
    char* fName;
    char* lName;
    char* pNum;
    char* address;
    char* email;
} contactInfo;

contactInfo * release_ci(contactInfo * contact) 
{
    if (contact == NULL) return NULL;
    free(contact->fName);
    free(contact->lName);
    free(contact->pNum);
    free(contact->address);
    free(contact->email);
    free(contact);
    return NULL;
}

contactInfo * alloc_ci()
{
    contactInfo *contact;
    if ((contact = malloc(sizeof(contactInfo))) == NULL) {
        printf("ERROR: unable to allocate memory for contactInfo \n");
        goto free_and_fail;
    }

    if ((contact->fName = malloc(sizeof(char) * L_fName)) == NULL) {
        printf("ERROR: unable to allocate memory for fName\n");
        goto free_and_fail;
    }

    if ((contact->lName = malloc(sizeof(char) * L_lName)) == NULL) {
        printf("ERROR: unable to allocate memory for lName\n");
        goto free_and_fail;
    }

    if ((contact->pNum = malloc(sizeof(char) * L_pNum)) == NULL) {
        printf("ERROR: unable to allocate memory for pNum\n");
        goto free_and_fail;
    }

    if ((contact->address = malloc(sizeof(char) * L_address)) == NULL) {
        printf("ERROR: unable to allocate memory for address\n");
        goto free_and_fail;
    }

    if ((contact->email = malloc(sizeof(char) * L_email)) == NULL) {
        printf("ERROR: unable to allocate memory for email\n");
        goto free_and_fail;
    }

    return contact;

free_and_fail:
    release_ci(contact);
    return NULL;
}

int main()
{
    contactInfo *ci = alloc_ci();

    if (!ci) return -1;

    printf("Enter fName     : ");
    fgets (ci->fName,   L_fName,    stdin);    
    printf("Enter lName     : ");
    fgets (ci->lName,   L_lName,    stdin);    
    printf("Enter pNum      : ");
    fgets (ci->pNum,    L_pNum,     stdin);    
    printf("Enter address   : ");
    fgets (ci->address, L_address,  stdin);    
    printf("Enter email     : ");
    fgets (ci->email,   L_email,    stdin);    

    /* TODO: validation for all the input fields */

    release_ci(ci);
    return 0;
}