为什么指针 char 在结构环境中导致分段错误

Question

我是 C 的初学者，通常我使用 C++。我尝试使用带有 char 数组的 struct，但是当我使用另一个 char *str 时，它会引发 segfault。

我的代码：

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

typedef struct s_obj t_obj;

struct s_obj {
    char *str;
};

int main() {

    char *str; // if disable no segmentation fault
    t_obj obj; 
    printf("%lu\n",strlen(obj.str));
    return(0);
}

---

我试图理解你所说的“strlen 的参数必须是一个字符串”@anastaciu 的意思...所以我尝试编写代码来做到这一点，但结果是一样的：segfault when使用了另一个char *str。

我找不到在结构中初始化 char *str 的方法。

typedef struct s_obj t_obj;
struct s_obj {
    char *str;
};

int main() {
    char *str; // if disable no segmentation fault fault
    t_obj obj;
    obj.str = strcpy(obj.str, "truc");
    // printf("%lu\n",strlen(obj.str));
    printf("%s\n",obj.str);
    return(0);
}

Answer 1

线

printf("%lu\n", strlen(obj.str));

调用未定义的行为，strlen 的参数必须是一个字符串，也就是一个空终止的字符数组，obj.str 不是一个字符串它只是一个未初始化的指针，你需要为它分配内存，否则使其指向一个有效的内存位置。

例如：

t_obj obj;
obj.str = calloc(100, sizeof *obj.str); //99 character string, 0 initialized 
                                        //malloc does not "clear" the allocated memory
                                        //if you use it you can't use strlen before strcpy
printf("%zu\n",strlen(obj.str)); //will print 0, the string is empty
obj.str = strcpy(obj.str, "truc");
printf("%zu\n",strlen(obj.str)); //will print 4, the length of the string

Live demo

当您删除 char *str; 时，程序的行为并没有那么糟糕这一事实完全在 undefined behavior 的范围内：

Answer 2

C 不是 C++ ;) 似乎您错过了两者的重要区别。

C++ 示例：

#include <string>
struct t_obj {
    std::string str;
};
void foo(){
    t_obj obj; // <-- In C++ this is enough to get a properly initialized instance.
}

在 C++ 中，此代码将为您提供一个正确初始化的对象，其中包含一个（也已初始化的）字符串。

但在 C 中（如您的示例）：

typedef  struct t_obj  t_obj;
struct t_obj {
    char *str;
};
void foo(){
    t_obj obj; // <-- Nothing gets initialized here.
}

上面的 C++ 示例中没有初始化。 obj 将只是一块（未初始化的）内存。你必须自己初始化它。

您的第二个样本也有问题：

strcpy 不能那样工作。我们需要将分配的内存块传递给strcpy，它会将数据复制到我们给它的那个地方。

但是当我们传递一个“未初始化的指针”时，strcpy 会尝试将我们的数据写入内存中的某处。

我认为问题“whats the difference between C strings and C++ strings?”可能会有所帮助。它解释了一些关于 C 和 C++ 字符串差异的细节。

Answer 3

在任何一种情况下，您都在使用 obj.str 未初始化。

它持有的地址是不确定的，它指向的内存位置的内容也是不确定的。因此，它不是以空值结尾的，并且将其与strlen() 一起使用（即，与需要字符串参数的函数一起使用）将导致越界访问，这本质上是无效的内存访问，这反过来又会调用未定义的行为。

供参考，C11，第 7.24 章，字符串处理<string.h>

[...]除非在本子条款中对特定函数的描述中另有明确说明，否则此类调用中的指针参数仍应具有有效值，[...]

至少，将指针初始化为空值。

Answer 4

现在代码可以正常工作了：

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

typedef struct s_obj t_obj;
struct s_obj {
    char *str;
};

int main() {
    char *str;
    t_obj obj;
    if (!(obj.str = (char*)malloc(sizeof(char))))
        return (0);
    obj.str = strcpy(obj.str, "truc");
    printf("%s\n",obj.str);
    free(obj.str);
    return(0);
}