使用 fscanf 的 C 未定义行为

Question

我在下面有一个代码 sn-p。 在 macOS 上，我在 Xcode 和 CLion 中运行它，得到了同样奇怪的结果。 另一方面，在使用 gcc 编译的 Linux 上，它可以完美运行。 我想知道代码在任何时候是否会产生未定义的行为。 它试图解析的输入文件是 vigenére 表，你知道，有 26 个字符的行，带有拉丁字母，并且字母在下面的 1 行上左移 1。 每行都由 CRLF 终止。 预期的输出是控制台上打印的表格。 意想不到的部分是 az 至少 1 行在 macOS 上显示不正确。 这是输入顺便说一句： https://pastebin.com/QnucTAFs （但我不知道是否保留了相应的行尾）

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

char ** parse(char *path) {
    FILE *f = fopen(path, "r");
    char **table = (char**)malloc(sizeof(char*) * 26);
    int i = -1;

    do table[++i] = (char*)malloc(sizeof(char) * 27);
    while (fscanf(f, "%s", table[i]) > 0);

    return table;
}

int main() {
    char **table = parse("Vtabla.dat");

    for (int i = 0; i < 26; i++) {
        for (int x = 0; x < 26; x++)
            printf("%c", table[i][x]);
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

Answer 1

这段代码有一个bug，在这个循环中：

do table[++i] = (char*)malloc(sizeof(char) * 27);
while (fscanf(f, "%s", table[i]) > 0);

table 包含 26 个指针，但在 fscanf() 失败的迭代中，table 变量的第 27 个指针在上一步中通过 malloc 初始化。这会破坏我系统上table 中的数据。你可以通过将这一行中的 26 改为 27 来说服自己，看看你的问题是否消失了：

char **table = (char**)malloc(sizeof(char*) * 26);

我的代码返工：

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

#define LETTERS 26

char **parse(char *path) {
    char **table = calloc(LETTERS, sizeof(char *));

    FILE *f = fopen(path, "r");

    for (int i = 0; i < LETTERS; i++) {
        table[i] = (char *) calloc(LETTERS+1, sizeof(char));

        if (fscanf(f, "%s", table[i]) <= 0) {
            break;
        }
    }

    fclose(f);

    return table;
}

int main() {
    char **table = parse("Vtabla.dat");

    for (int i = 0; i < LETTERS; i++) {
        for (int j = 0; j < LETTERS; j++)
            printf("%c", table[i][j]);

        printf("\n");
        free(table[i]);
    }

    free(table);
    return 0;
}

Answer 2

cmets 中的讨论很热烈，但 OP 似乎对许多有经验的开发人员所关注的更狭隘的关注点感兴趣，所以我将发布一个不是严格针对问题的答案，而是展示更广泛的关注点。

我相信我们中的许多人已经跳过了我们认为极不可能出现的情况的错误检查，但“找不到文件”或“文件格式错误”甚至不属于该类别。这试图解决这个问题，而且它会在读取后关闭文件，并用一个常量替换一个幻数（“26”）。

在读取每个输入行时，如果碰巧有太多字符，这会溢出缓冲区，但我会将这个限制检查留给读者作为练习。

格式错误的用户输入非常普遍，因此必须检查它。

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

#define ALPHABET_SIZE  26

char ** parse(const char *path) {

    FILE *f = fopen(path, "r");

    if (f == 0)
        errx(EXIT_FAILURE, "Cannot open input file %s (err=%s)", path, strerror(errno));

    char **table = malloc(sizeof(char*) * ALPHABET_SIZE);
    int i = -1;

    do
    {
      // BUG: overflows the table - see cdlane's answer
      table[++i] = malloc(ALPHABET_SIZE + 1);

                         // TODO: what if line is too long? Or too short?
    } while (i < ALPHABET_SIZE  &&  fscanf(f, "%s", table[i]) > 0);

    if (i != ALPHABET_SIZE)
        errx(EXIT_FAILURE, "Not enough input lines");

    fclose(f);

    return table;
}

int main() {
    char **table = parse("Vtabla.dat");

    for (int i = 0; i < ALPHABET_SIZE; i++) {
        for (int x = 0; x < ALPHABET_SIZE; x++)
            printf("%c", table[i][x]);
        printf("\n");
    }

    return 0;
}