0 <= -1 怎么可能返回 true？ [复制]

Question

我编写了一个小程序作为示例来复制我遇到的问题。程序以这种方式获取和操作两行代码：

1. 它用新行分隔行。
2. 每一行由若干个字母和一个空格（在本例中为' '）和一个数字组成。
3. 它将字母复制到另一个字符串，然后添加'\0'。
4. 它将数字复制到另一个字符。
5. 它打印字符串，其中是复制的字母和 int，其中是转换后的复制数字。

这是最小的程序：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void read(char *text)
{
    // create and initialize the line holder
    int k = 0;
    char line[10];
    line[0] = '\0';
    for (int i = 0;text[i] != '\0';i++)
    {
        if (text[i] == '\n')
        {
            // k now points to the character right after the last assigned one, so put 0 in that place
            line[k] = '\0';

            // initialize data objects that will hold text and number
            char letters[5];
            letters[0] = '\0';
            char val;

            // step through the line, and stop if you 1. reached a blank or 2. reached the end of a line
            int j = 0;
            while (line[j] != ' ' && line[j] != '\t' && j <= (strlen(line) - 1))
            {
                printf("%d <= %ld = %d\n", j, strlen(line) - 1, j <= (strlen(line) - 1));
                if (j == (strlen(line) - 1)) // reached the last character before reaching blank
                    return;
                letters[j] = line[j];
                j++;
            }

            letters[j] = '\0'; // where should be blank place 0

            if (j + 1 == (strlen(line) - 1)) // if the next character is the last character, meaning that the character before the last one is blank
                val = line[j + 1];
            else // there is space in that is not one before the last character
                return; // this is where read("\n") should stop, but withou entering the while loop!

            printf("Word: %s\tVal: %d\n", letters, val - '0');

            // empty the line holder
            line[0] = '\0';
            k = 0;
        }
        else
        {
            // place the ith text character into the kth line character and print them
            line[k] = text[i];
            printf("line[k] = %c\ttext[i] = %c\n", line[k], text[i]);

            // increment k for the next turn
            k++;
        }
    }
}

int main()
{
    char *text = "ABCD 0\nEFGH 1\nIJKL 2\nMNOP 3\nQRST 4\nUVWX 5\nYZ 5\n";
    read(text);
    printf("---------------------------------\n");
    read("\n");
    return 0;
}

如果检测到错误，该程序也应该终止而不执行其工作。这些点由return 关键字和read(char *text) 函数中的cmets 指示。它们只有两个，所以我也将在这里描述它们：

第 28 行：如果检测到当前字符是最后一个字符，程序将停止扫描此行。由于最后一个字符应该始终以空格开头，这意味着我们在没有退出 while 循环的情况下到达了行尾（如果我们到达 ' ' 或 '\t' 就会发生这种情况）。

第 38 行：如果我们成功退出了 while 循环，则字符 j 与 line 的偏移应该是空白。那是因为我们在发现空白时退出了 while 循环（这也是因为我们以 line[j] = '\0' 结束 line）。这也意味着j+1 应该是一个数字，它是该行中的最后一个字符。如果不是这样，我们到达了不在数字之前的空白处，所以我们退出了函数。

---

那么，问题出在哪里？如您所见，我将两个字符串传递给read(char *text) 函数。 read(char *text) 完美地操作和打印第一个字符串。对于第二个，只有"\n"，这个功能不能很好地工作。我不明白的部分是我们进入了while循环，尽管条件j <= strlen(line) - 1)在text = "\n"时以某种方式返回1。您可以看到，通过运行程序，它会在第 26 行打印该信息。

Answer 1

在strlen(line) - 1中，strlen(line)的类型是size_t，一个无符号整数类型。在您的编译平台上定义size_t，C's promotion rules 使减法成为size_t（无符号）减法，得到size_t（无符号）结果。结果为(size_t)-1，通常为0xffffffff 或0xffffffffffffffff。

虽然没有提供上述解释，但this online C interpreter 通过指出您在printf 中为格式%ld 传递了错误的类型来暗示问题。在选定的编译平台上，上述情况适用，printf 参数strlen(line) - 1 的类型为size_t，应打印为%zu。

这个无符号算术导致你的程序useline[j]，而这个内存位置没有初始化。如果您将所有出现的strlen(line) - 1 更改为(int)strlen(line) - 1，以强制执行int 减法计算签名结果，那么the program does not have undefined behavior。

如 cmets 中所述，将 strlen(line) 更改为 (int)strlen(line) 只是一种快速而简单的解决方法，如果 int 比 size_t 更窄，则会限制程序可以应用的输入范围。正确的解决方法是检查每个涉及strlen 结果的更大表达式并重写它，以便它使用size_t 算术执行程序员的意图。例如，条件j == (strlen(line) - 1) 可以写成(size_t)j + 1 == strlen(line)。这反过来表明许多变量，包括j，应该直接声明为size_t，而不是int。

Answer 2

这类问题（以及许多其他问题）的解决方案是打开编译器警告。

$ clang -Wall -Wextra -std=c11 -pedantic-errors k.c
k.c:24:59: warning: comparison of integers of different signs: 'int' and 'unsigned long' [-Wsign-compare]
            while (line[j] != ' ' && line[j] != '\t' && j <= (strlen(line) - 1))
                                                        ~ ^   ~~~~~~~~~~~~~~~~
k.c:26:67: warning: comparison of integers of different signs: 'int' and 'unsigned long' [-Wsign-compare]
                printf("%d <= %ld = %d\n", j, strlen(line) - 1, j <= (strlen(line) - 1));
                                                                ~ ^   ~~~~~~~~~~~~~~~~
k.c:27:23: warning: comparison of integers of different signs: 'int' and 'unsigned long' [-Wsign-compare]
                if (j == (strlen(line) - 1)) // reached the last character before reaching blank
                    ~ ^   ~~~~~~~~~~~~~~~~
k.c:35:23: warning: comparison of integers of different signs: 'int' and 'unsigned long' [-Wsign-compare]
            if (j + 1 == (strlen(line) - 1)) // if the next character is the last character, meaning that t...
                ~~~~~ ^   ~~~~~~~~~~~~~~~~
4 warnings generated.

比较有符号和无符号确实是这里的问题。

为了执行比较，操作数被隐式转换。 j == (strlen(line) 等价于(size_t)j == (strlen(line)，只是后者不会产生警告。