C - 指向结构的指针 - 分段错误

Question

我学习了 C 指针，因此我尝试使用指针表示法创建结构数组。我将指针数组分配给 struct User，设置名称和标识符，然后尝试打印它，然后它崩溃了。

Dockerfile：

FROM    ubuntu:xenial

RUN     apt-get update \
            && apt-get install -y \
                software-properties-common \
                wget \
            && add-apt-repository -y ppa:ubuntu-toolchain-r/test \
            && apt-get update \
            && apt-get install -y \
                make \
                git \
                curl \
                vim \
                vim-gnome \
            && apt-get install -y cmake=3.5.1-1ubuntu3 \
            && apt-get install -y \
                gcc-4.9 g++-4.9 gcc-4.9-base \
                gcc-4.8 g++-4.8 gcc-4.8-base \
                gcc-4.7 g++-4.7 gcc-4.7-base \
                gcc-4.6 g++-4.6 gcc-4.6-base \
            && update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-4.9 100 \
            && update-alternatives --install /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-4.9 100


COPY ./*.c /tmp/

WORKDIR /tmp/
RUN gcc -Wall main.c -o main

ENTRYPOINT ./main

我在 docker 容器中运行我的程序，因为我想拥有未使用的内存。

我的程序：

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

#define MAX_USERS_NUMBER 10

void set_users();
void print_users();

typedef struct User
{
    int id;
    char* username;
} User;

User **users;

int main(int argc, const char* argv[])
{
    set_users();
    print_users();
    return 0;
}

void set_users()
{
    users = (User **) malloc(MAX_USERS_NUMBER * sizeof(User *));
    int i;
    for (i = 0; i < MAX_USERS_NUMBER; i++)
    {
        *(users + i) = (User *) malloc(sizeof(User));
        (*users + i)->id = i;
        (*users + i)->username = (char *) malloc(strlen("username") + 1);
        strcpy((*users + i)->username, "username");
        printf("%d. id: %d, username: %s\n", i, (*users + i)->id, (*users + i)->username);
    }
}

void print_users()
{
    printf("\nUsers\n");
    int i;
    for (i = 0; i < MAX_USERS_NUMBER; i++) 
    {
        printf("%d. id: %d: ,username: %s\n", i, (*users + i)->id, (*users + i)->username);
    }
}

我通过命令构建图像：

docker build -t gcc-poc .

我通过命令运行它：

docker run -it gcc-poc /bin/bash

我总是得到结果：

0. id: 0, username: username
1. id: 1, username: username
2. id: 2, username: username
3. id: 3, username: username
4. id: 4, username: username
5. id: 5, username: username
6. id: 6, username: username
7. id: 7, username: username
8. id: 8, username: username
9. id: 9, username: username

Users
0. id: 0: ,username: 
1. id: 1: ,username: username
2. id: 2: ,username: username
3. id: 3: ,username: username
Segmentation fault

我已阅读 O'Reilly 的《理解和使用 C 指针》一书，但我无法诊断原因。

Answer 1

由于users 是指向User 的指针，*(users + i) 是指向User 的指针并且是正确的指针算法。但是(*users + i) 不是会产生您正在寻找的结果的指针算法。
当指针递增时，增量将是它所指向的类型的大小。 例如这里：
users + 1 将增加 users 和 sizeof(User *); 这将是您系统上指针的大小。

但是*users + 1 将增加*users 和sizeof(User)；这是您定义的User 结构的大小。

所以你必须在代码中将(*users + i) 更改为(*(users + i))。需要额外的一对括号，因为 -> 运算符的优先级高于 * 运算符。

像这样更改您的 set_users 和 print_users 函数，它将按预期工作：

void set_users()
{
    users = (User **) malloc(MAX_USERS_NUMBER * sizeof(User *));
    int i;
    for (i = 0; i < MAX_USERS_NUMBER; i++)
    {
        *(users + i) = (User *) malloc(sizeof(User));
        (*(users + i))->id = i;
        (*(users + i))->username = (char *) malloc(strlen("username") + 1);
        strcpy((*(users + i))->username, "username");
        printf("%d. id: %d, username: %s\n", i, (*(users + i))->id, (*(users + i))->username);
    }
}

void print_users()
{
    printf("\nUsers\n");
    int i;
    for (i = 0; i < MAX_USERS_NUMBER; i++) 
    {
        printf("%d. id: %d: ,username: %s\n", i, (*(users + i))->id, (*(users + i))->username);
    }
}

Answer 2

试试这个：

#define MAX_CHARS_USERNAME 40

void set_users()
{
    static/*added*/ User* pUser;
    pUser = (User *) malloc(MAX_USERS_NUMBER * sizeof(User));
    users = &pUser;
    int i;
    for (i = 0; i < MAX_USERS_NUMBER; i++)
    {
        (*users + i)->id = i;
        (*users + i)->username = (char *) malloc(MAX_CHARS_USERNAME);
        snprintf((*users + i)->username, MAX_CHARS_USERNAME, "username%d",i);
        printf("%d. id: %d, username: %s\n", i, (*users + i)->id, (*users + i)->username);
    }
}

对于指向指针的指针（如果需要），您可能想要使用类似ppUser 的东西。 并且不要忘记在使用后释放内存（以相反的顺序）！