char 的动态内存分配**

Question

我正在尝试为字符串数组动态分配内存，但遇到了分段错误。如果你能告诉我一些方法来做到这一点，那将非常有帮助。

到目前为止，我的知识是 char* 是一个字符串，而 char** 是一个二维字符串数组。 如果 s[i] 是一个字符串，那么 *(s + i) 不应该也是一样的吗？我对这个话题感到困惑。

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

int n;

int main(void)
{
    scanf("%i", &n);  //number of strings being inputted

    char **s = calloc(n, 10 * (sizeof(char) + 1));

    for (int i = 0; i < n; i++) //get strings
    {
        fgets(*(s + i), 10 * (sizeof(char) + 1), stdin);
    }

    for (int i = 0; i < n; i++) //print the strings
    {
        fputs(*(s + i), stdout);
    }

    return 0;
}

Answer 1

在此声明中

char **s = calloc(n, 10 * (sizeof(char) + 1));

您分配了一个内存，其地址分配给了指针s。由于调用函数calloc，内存被初始化为零。

所以在这个声明中

fgets(*(s + i), 10 * (sizeof(char) + 1), stdin);

指针s 被取消引用，或者是空指针（因为指向的内存被零初始化）或者如果表达式s + i 指向分配的内存之外，则具有不确定的值。

您需要分配char * 类型的指针数组，并为每个指针分配已分配字符数组的地址。

通常您还应该检查calloc 或malloc 调用的返回值。

您的代码还有另一个问题。打完scanf

scanf("%i", &n);  //number of strings being inputted

输入缓冲区包含新行字符'\n'，它将被fgets 的以下调用读取。所以fgets 的第一次调用实际上会读取一个空字符串。

另一个问题是您应该删除可以通过fgets 附加到读取字符串的换行符。例如，一些读取的字符串可以包含新的 .line 字符，而另一些可以不包含它，具体取决于用户键入的字符数。

如果你想在不使用带指针的下标运算符的情况下编写程序，那么它可以查看例如以下方式。

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

int main(void) 
{
    size_t n = 0;
    
    if ( scanf( "%zu", &n ) == 1 )
    {
        scanf( "%*[^\n]" );
        scanf( "%*c" );
    }

    char **s = NULL; 
    
    if ( n != 0 ) s = calloc( n, sizeof( char * ) );
    
    if ( s != NULL )
    {
        size_t len = 11;
        
        size_t m = 0;
        
        while ( m < n && ( *( s + m ) = malloc( len  * sizeof( char ) ) ) != NULL ) m++;
        
        size_t i = 0;
        
        while ( i < m && fgets( *( s + i ), len, stdin ) != NULL ) i++;

        m = i;
        
        for ( i = 0; i < m; i++ ) //print the strings
        {
            ( *( s + i ) )[ strcspn( *( s + i ), "\n" )] = '\0';
            // or without the subscript operator
            // *( *( s + i ) + strcspn( *( s + i ), "\n" ) ) = '\0';

            puts( *( s + i ) );
        }
        
        for ( i = 0; i < n; i++ ) free( *( s + i ) );
    }
    
    free( s );
    
    return 0;
}

程序输出可能看起来像

10
one
two
three
four
five
six
seven
eight
nine
ten
one
two
three
four
five
six
seven
eight
nine
ten

Answer 2

scanf("%i", &n);  //number of strings being inputted

不完整，因为scanf(3) 可能会失败（例如，如果您的用户输入hello）。您需要添加更多代码检查 scanf 是否成功。我建议：

if (scanf("%i", &n) < 0) {
  perror("number of strings expected");
  exit(EXIT_FAILURE);
}

然后

char **s = calloc(n, 10 * (sizeof(char) + 1));

错了。数组的每个元素都是一个char*，在大多数机器上都有 4 或 8 个字节（sizeof(void*)）。

所以换成

char **s = calloc(n, sizeof(char*));

或使用等效的char**s = calloc(n, sizeof(*s));，在我看来它的可读性较差。

另外，calloc 可能会失败。你需要添加一个测试，比如

if (s == NULL) {
   perror("calloc of s");
   exit(EXIT_FAILURE);
}

仔细阅读您未在this C reference 中编写的每个函数的文档（如calloc、fgets 等...）。

下一步应该是循环填充s 的每个元素。另一个calloc，或者如果你的系统提供了一些电话strdup(3)。当然，calloc（或strdup）也可能失败，您需要针对失败进行测试。

如果你的系统有getline(3)（甚至readline(3)），你也可以使用它。如果您在法律和技术上被允许使用它们，请咨询您的经理。

如果您的编译器是 GCC，请使用所有警告和调试信息调用它：gcc -Wall -Wextra -g。一旦没有警告，请使用像 GDB 这样的调试器来了解可执行文件的行为。

考虑也使用Clang static analyzer（在获得使用权限后）。

在板子上（或纸上）绘制一个带有代表指针的箭头的图形（如维基百科上的 doubly linked-list 图形），以了解您的程序的行为。