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c语言常见错误列表(c语言遇到的问题)

admin 12-02 02:52 399次浏览

增强C语言程序灵活性和可靠性的五种方法。

即使是最好的程序员也不能完全避免错误。根据程序的运行逻辑,这些错误可能会导致安全漏洞、程序崩溃或意外操作。

c有时名声不好,因为它不像最近的编程语言(如Rust)那样具有内存安全性。但是有了额外的代码,一些最常见和最严重的C语言错误就可以避免了。下面解释了可能影响应用程序的五个错误以及如何避免它们:

1、未初始化的变量

程序启动时,系统会分配一块内存来存储数据。这意味着当程序启动时,变量将在内存中获得一个随机值。

有些编程环境会在程序启动时故意“重置”内存,这样每个变量都可以有一个初始零值。程序中所有变量的初始值都是零,听起来很不错。然而,在C编程规范中,系统不初始化变量。

看看这个使用几个变量和两个数组的示例程序:

#include这个程序不初始化变量,所以变量取系统内存中的随机值作为初始值。在我的Linux系统上编译并运行这个程序,你会看到有些变量恰好有“零”值,但有些没有:

这些变量没有初始化:

i=0

j=0

k=32766

此数组未初始化:

数字[0]=0

数字[1]=0

数字[2]=4199024

数字[3]=0

数字[4]=0

malloc数组.

这个malloc'ed数组没有初始化:

数组[0]=0

数组[1]=0

数组[2]=0

数组[3]=0

数组[4]=0

好的

幸运的是,I和J变量从零开始,但k的起始值是32766。在numbers数组中,大多数元素也是从零开始的,只有第三个元素的初始值为4199024。

在不同的系统上编译同一个程序会进一步显示变量未初始化的危险。不要误以为“Linux正在全球范围内运行”,你的程序很可能有一天会在其他平台上运行。例如,以下是在FreeDOS上运行相同程序的结果:

这些变量没有初始化:

i=0

j=1074

k=3120

此数组未初始化:

数字[0]=3106

数字[1]=1224

数字[2]=784

数字[3]=2926

数字[4]=1224

malloc数组.

这个malloc'ed数组没有初始化:

数组[0]=3136

数组[1]=3136

数组[2]=14499

数组[3]=-5886

数组[4]=219

好的

永远记住初始化程序的变量。如果希望变量的初始值为零,请添加额外的代码,将零赋给该变量。预编程这些额外的代码将有助于减少未来麻烦的调试过程。

2、数组越界

C语言中,数组索引从零开始。这意味着对于长度为10的数组,索引从0到9;长度为1000、索引从0到999的数组。

程序员有时会忘记这一点。它们引用索引1中的数组,导致“一的大小差”减少一个错误。在长度为5的数组中,程序员在索引“5”处使用的值实际上不是数组的第五个元素。相反,它是内存中的一些其他值,与该数组完全无关。

这是一个数组越界的示例程序。这个程序使用只有5个元素的数组,但是引用了这个范围之外的数组元素:

#include如您所见,程序初始化数组的所有值(从索引0到4),然后从索引0读取,以索引9而不是索引4结束。前五个值是正确的,最后一个值会让你疑惑,所以:

这个数组有五个元素(0到4)

数字[0]=0

数字[1]=1

数字[2]=2

数字[3]=3

数字[4]=4

数字[5]=0

数字[6]=4198512

数字[7]=0

数字[8]=1326609712

数字[9]=32764

malloc数组.

这个malloc'ed数组也有五个元素(0到4)

数组[0]=0

数组[1]=1

数组[2]=2

数组[3]=3

数组[4]=4

保证金

y[5] = 0 array[6] = 133441 array[7] = 0 array[8] = 0 array[9] = 0 Ok

引用数组时,始终要记得追踪数组大小。将数组大小存储在变量中;不要对数组大小进行硬编码hard-code。否则,如果后期该标识符指向另一个不同大小的数组,却忘记更改硬编码的数组长度时,程序就可能会发生数组越界。

3、字符串溢出

字符串只是特定类型的数组。在 C 语言中,字符串是一个由 char类型值组成的数组,其中用一个零字符表示字符串的结尾。

因此,与数组一样,要注意避免超出字符串的范围。有时也称之为 字符串溢出。

使用 gets函数读取数据是一种很容易发生字符串溢出的行为方式。gets函数非常危险,因为它不知道在一个字符串中可以存储多少数据,只会机械地从用户那里读取数据。如果用户输入像foo这样的短字符串,不会发生意外;但是当用户输入的值超过字符串长度时,后果可能是灾难性的。

下面是一个使用 gets函数读取城市名称的示例程序。在这个程序中,我还添加了一些未使用的变量,来展示字符串溢出对其他数据的影响:

#include

hcdbg测试类似的短城市名称时,该程序运行良好,例如伊利诺伊州的 Chicago或北卡罗来纳州的Raleigh:

var1 = 1; var2 = 2 Where do you live? Raleigh

威尔士的小镇 Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch有着世界上最长的名字之一。这个字符串有 58 个字符,远远超出了name变量中保留的 10 个字符。结果,程序将值存储在内存的其他区域,覆盖了var1和var2的值:

var1 = 1; var2 = 2 Where do you live? Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch

在运行结束之前,程序会用长字符串覆盖内存的其他部分区域。注意,var1和var2的值不再是起始的1和2。

避免使用 gets函数,改用更安全的方法来读取用户数据。例如,getline函数会分配足够的内存来存储用户输入,因此不会因输入长值而发生意外的字符串溢出。

4、重复释放内存

“分配的内存要手动释放”是良好的 C 语言编程原则之一。程序可以使用 malloc函数为数组和字符串分配内存,该函数会开辟一块内存,并返回一个指向内存中起始地址的指针。之后,程序可以使用free函数释放内存,该函数会使用指针将内存标记为未使用。

但是,你应该只使用一次 free函数。第二次调用free会导致意外的后果,可能会毁掉你的程序。下面是一个针对此点的简短示例程序。程序分配了内存,然后立即释放了它。但为了模仿一个健忘但有条理的程序员,我在程序结束时又一次释放了内存,导致两次释放了相同的内存:

#include

运行这个程序会导致第二次使用 free函数时出现戏剧性的失败:

malloc an array ... malloc succeeded Free the array... Free the array... free: double free detected in tcache 2 Aborted (core dumped)

要记得避免在数组或字符串上多次调用 free。将malloc和free函数定位在同一个函数中,这是避免重复释放内存的一种方法。

例如,一个纸牌游戏程序可能会在主函数中为一副牌分配内存,然后在其他函数中使用这副牌来玩游戏。记得在主函数,而不是其他函数中释放内存。将 malloc和free语句放在一起有助于避免多次释放内存。

5、使用无效的文件指针

文件是一种便捷的数据存储方式。例如,你可以将程序的配置数据存储在 config.dat文件中。Bash shell 会从用户家目录中的.bash_profile读取初始化脚本。GNU Emacs 编辑器会寻找文件.emacs以从中确定起始值。而 Zoom 会议客户端使用zoomus.conf文件读取其程序配置。

所以,从文件中读取数据的能力几乎对所有程序都很重要。但是假如要读取的文件不存在,会发生什么呢?

在 C 语言中读取文件,首先要用 fopen函数打开文件,该函数会返回指向文件的流指针。你可以结合其他函数,使用这个指针来读取数据,例如fgetc会逐个字符地读取文件。

如果要读取的文件不存在或程序没有读取权限,fopen函数会返回NULL作为文件指针,这表示文件指针无效。但是这里有一个示例程序,它机械地直接去读取文件,不检查fopen是否返回了NULL:

#include

hcdbg运行这个程序时,第一次调用 fgetc会失败,程序会立即中止:

Open the FILE.TXT file ... Now display the contents of FILE.TXT ... Segmentation fault (core dumped)

始终检查文件指针以确保其有效。例如,在调用 fopen打开一个文件后,用类似if (pfile != NULL)的语句检查指针,以确保指针是可以使用的。

人都会犯错,最优秀的程序员也会产生编程错误。但是,遵循上面这些准则,添加一些额外的代码来检查这五种类型的错误,就可以避免最严重的 C 语言编程错误。提前编写几行代码来捕获这些错误,可能会帮你节省数小时的调试时间。

via: https://opensource.com/article/21/10/programming-bugs

作者:Jim Hall选题:lujun9972译者:unigeorge校对:wxy

本文由 LCTT原创编译,Linux中国荣誉推出

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