需要 fgets 中的最后一个 '\0'

Question

我见过fgets（例如here）的几种用法，如下所示：

char buff[7]="";

(...)

fgets(buff, sizeof(buff), stdin);

有趣的是，如果我提供像“aaaaaaaaaaa”这样的长输入，fgets 将在此处将其截断为“aaaaaa”，因为第 7 个字符将用于存储 '\0'。

但是，当这样做时：

int i=0;
for (i=0;i<7;i++)
{
    buff[i]='a';
}
printf("%s\n",buff);

我将永远得到 7 个'a's，并且程序不会崩溃。但是如果我尝试写 8 个'a's，它会的。

正如我后来看到的，这样做的原因是，至少在我的系统上，当我分配char buff[7]（有或没有=""）时，第8个字节（从1开始计数，而不是从0开始）得到设置为 0。据我猜测，事情就是这样完成的，这样一个带有 7 次写入的 for 循环，然后是一个格式化读取的字符串，可以成功，无论要写入的最后一个字符是否为 '\0'，从而避免程序员在单独编写字符时自己设置最后一个'\0'。

由此可见

fgets(buff, sizeof(buff), stdin);

然后提供过长的输入，生成的buffstring 将自动包含两个'\0' 字符，一个在数组内，一个在数组后面，由系统写入。

我也观察到这样做

fgets(buff,(sizeof(buff)+17),stdin);

仍然可以工作，并输出一个很长的字符串，而不会崩溃。根据我的猜测，这是因为fgets 会一直写到sizeof(buff)+17，而最后一个要写入的字符将恰好是'\0'，确保任何即将进行的字符串读取过程都会正确终止（尽管内存被弄乱了）无论如何都起来了）。

那么，fgets(buff, (sizeof(buff)+1),stdin); 呢？这将用完在buff 中正确分配的所有空间，然后在其后写入'\0'，从而覆盖...之前由系统写入的'\0'。换句话说，是的，fgets 会越界，但可以证明，当写长度只加一个时，程序永远不会崩溃。

所以最后，问题来了：为什么fgets 总是以'\0' 终止其写入，而另一个'\0'，由系统放置在数组之后，已经存在？为什么不逐一进行基于for-loop 的写入，它可以访问整个数组并写入程序员想要的任何东西，而不会危及任何东西？

非常感谢您的回答！

编辑：确实，没有证据可能，只要我不知道分配 buff[7] 时神秘出现的第 8 个'\0' 是否是 C 标准的一部分，特别是对于字符串数组.如果没有，那么......它只是运气好:-)

Answer 1

但是可以证明，当写的长度只加1时，程序永远不会crash。

不！你不能证明！不是在数学证明的意义上。您只展示了在您的系统上，使用您的编译器，使用您使用的那些特定编译器设置，使用特定环境配置，它可能不会崩溃。这远非数学证明！

事实上，C 标准本身，虽然它保证您可以获得“数组的最后一个元素之后的一个位置”的地址，但它也声明取消引用该地址（即尝试从该地址读取或写入）是未定义的行为。

这意味着在这种情况下，实现可以做一切。它甚至可以用幼稚的推理来做你所期望的（即工作——但这​​纯粹是运气），但它也可能会崩溃，或者它也可能会格式化你的高清（如果你非常非常不走运的话）。在编写系统软件（例如设备驱动程序或在裸机上运行的程序）时尤其如此，即当没有操作系统可以保护您免受编写错误代码的最严重后果时！

编辑这应该回答评论中提出的问题（C99 标准草案）：

7.19.7.2 fgets 函数

概要

#include <stdio.h>
char *fgets(char * restrict s, int n,
    FILE * restrict stream);

说明

fgets 函数最多读取比 n 指定的字符数少一个 从stream指向的流到s指向的数组。没有额外的 在换行符（保留）之后或文件结尾之后读取字符。一种 在读入数组的最后一个字符之后立即写入空字符。

退货

如果成功，fgets 函数返回 s。如果遇到文件结尾并且没有 字符已被读入数组，数组的内容保持不变，并且 返回空指针。如果在操作过程中发生读取错误，则数组内容为 不确定并返回一个空指针。

编辑：由于似乎问题在于对字符串是什么的误解，这是标准的相关摘录（强调我的）：

7.1.1 术语定义

字符串是连续的字符序列以第一个 null 结尾并包括 字符。有时使用术语多字节字符串来强调特殊 对字符串中包含的多字节字符进行处理或避免混淆 用宽弦。指向字符串的指针是指向其初始（最低寻址）的指针 特点。 字符串的长度是在空字符和 字符串的值是包含的字符的值的顺序，按顺序排列。

Answer 2

来自 C11 标准草案：

fgets 函数最多读取比 n 指定的字符数少一个 从stream指向的流到s指向的数组。无需额外 在换行符（保留）之后或文件结尾之后读取字符。 一个 在读入数组的最后一个字符之后立即写入空字符。

如果成功，fgets 函数返回 s。如果遇到文件结尾并且没有 字符已被读入数组，数组的内容保持不变，并且 返回空指针。如果在操作过程中发生读取错误，则数组内容不确定，返回空指针。

您描述的行为未定义。