C 任意长度字符串答案

【问题标题】：C Arbitrary length stringC 任意长度字符串
【发布时间】：2020-05-05 13:26:43
【问题描述】：

我怀疑数组的长度是如何分配的

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

int main()
{
    char str[] = "s";
    long unsigned a = strlen(str);
    scanf("%s", str);
    printf("%s\n%lu\n", str, a);
    return 0;
}

在上面的程序中，我将字符串"s" 分配给char 数组。我认为str[] 的长度是1。所以我们不能存储超过数组的长度。但它的行为不同。如果我使用scanf 读取一个字符串，它将存储在str[] 中，没有任何错误。数组str 的长度是多少？

示例 I/O：

Hello

Hello 1

【问题讨论】：

这是未定义的行为，可能会导致难以追踪的错误，所以不要越界。
今天可能没有错误，但明天会有。如果你打破了速度限制，你不一定会造成事故。只有当你撞到东西时。在这里，你的越界字符串没有命中任何东西。
如果您有未定义的行为，则崩溃是第二好的情况行为。最好的情况是编译器错误/警告，但在许多情况下，C 编译器不会为此类事情提供任何诊断。如果您在缓冲区末尾之外写入可能会发生更糟糕的事情：任意代码执行，即代码中存在严重的安全漏洞，数据完整性受损，数据机密性......
关于：scanf("%s", str); 1) 始终检查返回值（不是参数值）以确保操作成功。注意：scanf() 系列函数返回成功的input format conversion 说明符（或 EOF）的数量在当前场景中，任何返回值不是 1 都表示发生了错误。 2) （注意缓冲区str[] 的长度为 2）当使用说明符时：%s 和/或%[...] 总是包含一个比输入缓冲区长度小 1 的 MAX CHARACTERS 修饰符，因为这些说明符总是附加一个 NUL 字节。（续）
(cont) 这也避免了缓冲区溢出的任何可能性以及由此产生的未定义行为

标签： c arrays string

【解决方案1】：

你的str 是一个char 的数组，用"s" 初始化，也就是说，它的大小为2，长度为1。大小比长度大一，因为在末尾添加了一个 NUL 字符串终止符 (\0)。

您的str 数组可以最多容纳两个char。尝试写入更多内容会导致您的程序访问超出数组末尾的内存，这是未定义的行为。

但实际发生的情况是，由于str 数组存储在内存中的某个位置（在堆栈上），并且该内存区域远大于 2 个字节，因此您实际上可以写到末尾而不会导致碰撞。这确实不意味着您应该这样做。它仍然是未定义的行为。

由于您的数组大小为2，它只能容纳长度为1 的字符串，加上它的终止符。要使用 scanf() 并正确避免写入超出数组末尾，您可以使用字段宽度说明符：% 之后和 s 之前的数值，如下所示：

scanf("%1s", str);

【讨论】：

【解决方案2】：

当数组的大小由使用的初始化器确定时，声明数组时未指定其大小。

在这个数组的声明中

char str[] = "s";

使用字符串文字作为初始值设定项。字符串文字是由包含的零终止字符终止的字符序列。那就是字符串文字"s"有两个字符{ 's', '\0' }。

它的字符用于顺序初始化数组str的元素。

所以如果你会写

printf( "sizeof( str ) = %zu\n", sizeof( str ) );

那么输出将是2。字符串的长度确定为终止零字符之前的字符数。所以如果你会写

#include <string.h>
//...
printf( "strlen( str ) = %zu\n", strlen( str ) );

那么输出将是1。

如果您尝试在数组外部写入数据，那么您将获得未定义的行为，因为不属于该数组的内存将被覆盖。在某些情况下，您可以获得预期的结果。在其他情况下，程序可能会异常完成。那就是程序的行为是未定义的。

【讨论】：

【解决方案3】：

数组str 的大小为2：1 个字节用于字符's'，1 个字节用于终止空字节。你正在做的是写到数组的末尾。这样做会调用undefined behavior。

当您的代码有未定义的行为时，它可能会崩溃，它可能会输出奇怪的结果，或者它可能（如本例所示）似乎可以正常工作。此外，进行看似无关的更改，例如为调试而调用 printf 或未使用的局部变量，可能会改变未定义行为的表现方式。

【讨论】：