在 C 中对 struct 使用 qsort 时出现分段错误

Question

我正在尝试编写一个程序来读取包含多个结构的二进制文件并打印该数据的排序版本，但是每当我尝试运行 qsort 时，它都会出现分段错误。我知道是 qsort 导致了分段错误，因为删除它可以让程序顺利运行。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>

typedef struct Data_s {
double dest;
float dec;
char colour[9];
short dress;
int experience;
char voyage;
char care;
unsigned short distance;
int cars;
char letter;
unsigned char quick;
char maelstrom;
unsigned int station;
short rat;
long macey;
float limb; 
} Data;

int compare(const void *pa, const void * pb);

int main(int argc, char** argv) {
    FILE* fp = fopen(argv[1],"rb");
    
    int fn = fileno(fp);
    struct stat sb;
    fstat(fn,&sb);
    
    #define NUM (int)(sb.st_size/sizeof(Data))
    int i;
    Data *arr[NUM];

    for(i = 0; i < NUM; i++) {
        arr[i] = (Data *)malloc(sizeof(Data));
        fread(&arr[i]->dest,sizeof(arr[i] -> dest),1,fp);
        fread(&arr[i]->dec,sizeof(arr[i]->dec),1,fp);
        fread(&arr[i]->colour,sizeof(arr[i]->colour),1,fp);
        fread(&arr[i]->dress,sizeof(arr[i]->dress),1,fp);
        fread(&arr[i]->experience,sizeof(arr[i]->experience),1,fp);
        fread(&arr[i]->voyage,sizeof(arr[i]->voyage),1,fp);
        fread(&arr[i]->care,sizeof(arr[i]->care),1,fp);
        fread(&arr[i]->distance,sizeof(arr[i]->distance),1,fp);
        fread(&arr[i]->cars,sizeof(arr[i]->cars),1,fp);
        fread(&arr[i]->letter,sizeof(arr[i]->letter),1,fp);
        fread(&arr[i]->quick,sizeof(arr[i]->quick),1,fp);
        fread(&arr[i]->maelstrom,sizeof(arr[i]->maelstrom),1,fp);
        fread(&arr[i]->station,sizeof(arr[i]->station),1,fp);
        fread(&arr[i]->rat,sizeof(arr[i]->rat),1,fp);
        fread(&arr[i]->macey,sizeof(arr[i]->macey),1,fp);
        fread(&arr[i]->limb,sizeof(arr[i]->limb),1,fp);
    }
    qsort(arr,NUM,sizeof(Data),compare);
    for(i = 0; i < NUM; i++) {
        printf("%d, ", arr[i]->dest);
    }
    printf("\n");
    for(i = 0; i < NUM; i++) {
        free(arr[i]);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

int compare (const void * pa, const void * pb)
{
  const Data *p1 = (Data *)pa;
  const Data *p2 = (Data *)pb;
  return ( p1->dest- p2->dest);
}

Answer 1

不是qsort，是你的比较函数。你写错了compare。

比较器获取指向数组项的指针，这些项是指向Data 结构的指针，而不是Data 本身。要正确处理它们，您需要

int compare (const void * pa, const void * pb)
{
    const Data **p1 = (Data **)pa;
    const Data **p2 = (Data **)pb;
    return ( (*p1)->dest- (*p2)->dest);
}

上述代码有一个小缺陷 - pa 和 pb 是“指向 const 某事的指针”。转换 (Data **)pa 将类型转换为“指向指向数据的指针的指针”，它缺少 const 限定符。正确的演员表是

  Data * const *p1 = (Data * const *)pa;
  Data * const *p2 = (Data * const *)pb;

这使得'指向const指向数据的指针'。这声明生成的p1 和p2 指针不能用于修改我们数组的项。

我们可以添加另一个限定符以更加安全：

    const Data * const *p1 = (const Data * const *)pa;
    const Data * const *p2 = (const Data * const *)pb;

将生成的指针声明为“指向const 的指针，指向const 数据的指针”——不仅数组的项是不可变的，而且指向的Data 对象也受到保护，不会被更改。