我从堆中分配内存来存储一个字符，但它包含一个字符串 [重复]答案

【问题标题】：I allocated memory from the heap to store a character but it is holding a string [duplicate]我从堆中分配内存来存储一个字符，但它包含一个字符串 [重复]
【发布时间】：2018-03-12 01:34:48
【问题描述】：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    char* name;
    name=(char* )malloc(sizeof(char)); 
    printf("Enter a name: ");
    scanf("%s",name);
    printf("%s",name);
    return 0;
}

当我只是为单个字符分配内存时，上面的代码完美地存储了整个字符串。这怎么可能？

【问题讨论】：

"只是为单个字符分配内存。这怎么可能？" scanf() 只是扫描超出代码分配的内存末尾的其余部分。这样做会调用臭名昭著的未定义行为。

标签： c string character heap-memory allocation

【解决方案1】：

您只为一个字符分配了内存，这足以存储终止的空字节。你需要分配更多。

例如：

char *name = malloc(128); /* allocates 128 bytes */
printf("Enter a name: ");
if (fgets(name, 128, stdin) == NULL) {
    /* input failure */
}

请注意scanf() is notorious for reading input。更喜欢fgets()。另请注意，fgets() 将在换行符中读取，如果有您可能想要删除的空间。

另见：Why does some code carefully cast the values returned by malloc to the pointer type being allocated?

【讨论】：

fgets() 将始终在换行符中读取。如果缓冲区长度太短而无法读取完整的行，则将通过连续调用fgets() 部分读取该行。换行符将位于读取的最后一部分的末尾。
不一定通过“fgets() 的连续调用”，而是通过下一个输入操作。
没错，但您的示例显示了一个循环调用fgets()，而不是一个循环调用fgets() 与另一种输入样式混合。混合输入样式（例如 fgets() 后跟 scanf() 或反之亦然）无论如何都是一个非常糟糕的主意，因为可能会出现不需要的交互 - 例如一种方法留下 '\n' 待处理，而另一种方法读取它并停止在阅读预期的输入之前。
@Peter "但是你的例子显示了一个调用 fgets() 的循环" - 我的例子中没有循环。
我没有混合输入样式 - 是的 - 我知道这很糟糕。但是我还是不明白你的意思。

【解决方案2】：

你有undefined behavior。非常scared。阅读Lattner's blog on UB。

printf("%s",name);

当name 是一个真正的字符串（即一些合法且有效的内存区域以零字节结尾）时，此方法有效。在您的程序中并非如此，您正在访问至少超过malloc-ed 区域的一个字节。你有一个buffer overflow。

单字符区域是有效字符串的唯一情况是当单个char 包含零字节，因此字符串为空。

上面的代码完美地存储了一个完整的字符串

你只是运气不好（顺便说一句，这不是“完美”）。它可能会更糟（例如宇宙的崩溃），也可能会更好（例如一些segmentation violation，nasal demons，....）。这就是为什么你应该害怕 UB。

^{（要解释在您的特定计算机上发生了什么，您需要深入了解实现细节，例如研究您的操作系统、编译器、指令集、编译器生成的汇编代码等... ; 你不想为此花费数年的时间，即使你做了它仍然是 UB)}

您应该使用所有警告和调试信息 (gcc -Wall -Wextra -g) 进行编译，并使用调试器 gdb、valgrind 并确保您的程序处理的每个内存位置都是有效的。

顺便说一句，malloc 可能会失败，您应该对此进行测试，sizeof(char) 的定义是 1。您应该尝试

char* name = malloc(80);
if (!name) { perror("malloc"); exit(EXIT_FAILURE); };

还请阅读您正在使用的每个功能的文档。以printf 和malloc 和scanf 开头。请注意，您使用scanf 是危险的。最好用\n 结束您的printf 控制字符串或适当地使用fflush（因为stdout 通常是行缓冲的）。同时下载并研究C11编程语言的规范n1570。

在某些系统上，您拥有的超出 C11 标准所保证的范围。例如，POSIX 有getline，你可以像here 一样使用它。如果您没有 POSIX 系统，还可以考虑 fgets（在 C11 标准中）（那么您将需要复杂的技巧来读取任意长的行，或者指定和 document 您的程序只能如果使用 malloc(80)，则处理最多 79 个字节的行。

在您的代码中avoid arbitrary limits 是一种礼貌；当然，您的计算机仍然有局限性（您可能无法处理一千亿字节的行）。

注意character encoding（另请参阅this）。现在使用，在 2017 年，UTF-8 everywhere（例如与 libunistring 或 glib 的 help 一起使用）但请记住 Unicode 字符可以跨越几个字节（即 @ 987654358@-s)。

【讨论】：

【解决方案3】：

您只能安全地将一个字符串存储到该数组中，并且该字符串的长度为零。

也许，幸运的是，这段代码似乎可以在你的余生中工作，而且你永远不会听到任何关于它的抱怨......但这真的不太可能。

键入更多的字符；用几 KB 捣碎键盘，我敢打赌你会开始看到分段错误。很高兴我向您展示了这一点，因为我可能为您节省了许多小时的调试时间！

话虽如此，我不能提供 100% 的保证；这只是一个有根据的猜测。也许您的系统没有段错误。相反，也许您的系统让黑客绕过了安全措施。谁知道？行为是未定义。

相反，由于编码不安全，我本可以为您免去一场官司，但我们不能给未定义的行为下一个定义，只能给出标准编程语言给出的定义，即： 非便携和不稳定。

现在您应该清楚避免这种情况的原因了。

【讨论】：