为什么会发生堆损坏？

Question

我一直在为学校做一些练习题，其中一个问题是，必须将输入的整数写入动态分配的字符串。代码在释放分配的内存（堆损坏发生）之前运行良好。

有人可以解释为什么会发生这种情况以及我做错了什么吗？

int main() {

  char *string = NULL;
  char **string2 = &string;

  Conversion(string2);
  printf("Entered number converted to string: %s", string);
  free(string);

  return 0;
}

int Conversion(char **string) {

    int num = 0, temp = 0, dcount = 0;
    printf("Enter number: ");
    scanf(" %d", &num);

    temp = num;

    while (temp != 0) {
      temp /= 10;
      dcount++;
    }

    *string = (char*)malloc(dcount*sizeof(char));
    if (*string == NULL) {
      printf("Error during memory allocation!");
      return -1;
    }

    sprintf(*string, "%d", num);

    return 0;
}

Answer 1

这个函数有几个缺点。

对于初学者，您不考虑分配字符串的终止零'\0'。

其次，用户可以输入0 作为数字。在这种情况下，dcount 的值将不正确，因为循环

while (temp != 0) {
  temp /= 10;
  dcount++;
}

将被跳过。

第三，函数不能正确处理负数，允许用户输入负数。

此声明

char **string2 = &string;

是多余的。您可以通过以下方式调用该函数

Conversion( &string );

这不是要求用户输入数字的功能。该函数应该只完成一项任务：将整数转换为字符串。

还有一个功能设计缺陷。

从函数声明

int Conversion(char **string); 

（应该在函数main之前）不清楚用户应该为字符串提供内存还是为字符串分配内存的函数。

一个更好的函数界面可以如下面的演示程序所示。

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

char * Conversion( int x )
{
    const int Base = 10;

    size_t digits = x < 0 ? 1 : 0;

    int tmp = x;

    do
    {
        ++digits;
    } while ( tmp /= Base );

    char *s = malloc( digits + sizeof( ( char )'\0' ) );

    if ( s != NULL ) sprintf( s, "%d", x );

    return s;
}

int main( void )
{
    int num = 0;

    printf( "Enter a number: " );
    scanf( "%d", &num );

    char *s = Conversion( num );

    if ( s != NULL )
    {
        printf( "The entered number converted to string: %s\n", s );
    }
    else
    {
        puts( "A conversion error ocured." );
    }

    free( s );
}

它的输出可能如下所示

Enter a number: -12
The entered number converted to string: -12

考虑到根据 C 标准，不带参数的函数 main 应声明为

int main( void )

Answer 2

您需要分配一个额外的字符来说明\0 终止符。

*string = (char*)malloc((dcount + 1) * sizeof(char));

如果num 为0 或负数，dcount 也是不正确的。

其他cmets：

• 你可以use snprintf() to calculate the needed buffer size。它将为您省去计算num 中数字的所有繁重工作，而且它还能正确处理所有边缘情况。

  int dcount = snprintf(NULL, 0, "%d", num);
  

• 你应该avoid casting malloc's return value。

  *string = malloc((dcount + 1) * sizeof(char));
  

• sizeof(char) 被定义为 1。我会省略乘法

  *string = malloc(dcount + 1);
  

  但是，如果你真的离开了，avoid hard coding the item type。

  *string = malloc((dcount + 1) * sizeof(**string));
  

  如果您将字符串从 char* 更改为 char16_t*/char32_t*/wchar_t*，这将自动调整，而 sizeof(char) 将编译而不会出错，尽管类型不匹配。