指针如何分配内存

Question

#include<stdio.h>
int main()
{

  char *str;

  gets(str);

  puts(str);

return 0;
}

输出=分段错误

为什么会出现分段错误？

Answer 1

“指针如何分配内存”这个问题的答案非常简单：它们不会。这就是您遇到分段错误的原因：从未初始化的指针访问数据是未定义的行为。

程序员必须分配内存，并将其分配给指针。例如，您可以使用malloc:

char *str = malloc(10);
fgets(str, 10, stdin);
puts(str);

关于上述修复需要注意的重要一点是使用fgets 而不是弃用的gets。这是因为fgets 让您告诉函数它可以在缓冲区中使用多少内存，而gets 假设它拥有所需的所有内存，从而导致缓冲区溢出。

Answer 2

万一

 gets(str);

str 未初始化使用。作为一个自动局部变量，除非显式初始化，否则str 的内容是不确定的。它可能指向未分配给您的程序的内存位置。

使用（尝试写入甚至读取）未启动的内存会导致undefined behavior。分段错误是副作用之一。

也就是说，gets() 是纯粹的邪恶，因为可能存在缓冲区溢出问题。请改用fgets()。

Answer 3

当你声明一个指针时，你所做的只是留出空间来存储另一个对象的地址；您没有为其他对象本身留出任何空间。

这是一个假设的内存映射（地址是凭空提取的，并不代表任何真实字架构，假设是 32 位字）：

Item        Address        0x00  0x01  0x02  0x03
----        -------        ----  ----  ----  ----
str         0xfff86400       ??    ??    ??    ??  // ?? represents unknown byte value

变量str 位于地址0xfff86400。由于您用auto 声明了str 存储持续时间（即在函数内）并且没有显式初始化它，所以它的值是indeterminate；它包含一个未知的位模式（很可能）不对应于您程序中的可写地址。 gets 尝试将数据写入此 invalid 地址，因此 段错误¹。没有一个输入例程（fgets、scanf、fscanf、fread 等）会留出内存来存储实际输入；那是你的责任。

当你想通过一个指针来操作某些东西时，你需要分配指针所指向的东西到。例如，您可以这样做：

char buf[8] = "blah!";
char *str = buf;

这会留出一个缓冲区来存储最多 8 个字符，然后将该缓冲区的第一个元素的地址分配给 str，给我们这样的结果：

Item        Address        0x00  0x01  0x02  0x03
----        -------        ----  ----  ----  ----
buffer      0xfff86400      'b'   'l'   'a'   'h'
            0xfff86404      '!'    00    ??    ??
str         0xfff86408       ff    f8    64    00 

同样，您可以使用malloc 来动态地为str 分配内存以指向：

char *str = malloc( BUF_SIZE );

malloc 留出BUF_SIZE 字节来存储您的输入字符串，并将指向该空间的指针分配给str。

---

^{1。严格来说，取消引用无效指针的行为是undefined；段错误是许多可能的结果之一。它可以很容易地破坏一些重要的东西，以便您的程序继续运行但现在具有管理员权限。}

Answer 4

你需要先分配你的str。 像这样：

#include <stdio.h>

int main()
{

  char *str;

  str = malloc(4096);
  gets(str);

  puts(str);

  free(str);
  return (0);
}

这将允许在 str 中写入。

为了更好地分配内存，最好知道您需要多少内存，而不是任意的“4096”。

此外，当您不再需要它时，不要忘记使用 free()。