为什么在数组中添加空字符？答案

【问题标题】：Why null chars added in array?为什么在数组中添加空字符？
【发布时间】：2021-12-28 13:54:04
【问题描述】：

我有一个数组，它保存 string 的 chars，并希望找到它的 suffixes。如果我在数组中添加 7 个字符，则字符总数应该是 7*8/2 = 28。所以 suffix_array 限制应该是 28。当我尝试创建后缀数组时，我注意到数组也有空字符。所以我的输出是错误的。 这是什么原因？

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

static char *suffix;

int main()
{
    char s[7] = {'c','o','n','n','e','c','t'};
    suffix = (char*) malloc(sizeof (char)*28);
    int j;
    static int k=0;
    j=k;
    for(int i=0; i<28; i++) {
        suffix[i] = s[j];
        printf("%c ", suffix[i]);
        if(j<7) {
            j++;
        }
        else {
            k++;
            j=k;
        }
            
    }
    
    return 0;
}

Output:

c o n n e c t  o n n e c t  n n e c t  n e c t  e c

【问题讨论】：

你在哪里输出任何东西？
循环的每 7 次迭代，您就有 j == 7，而 s[7] 越界（零索引数组，记得吗？）
请注意，AddressSanitizer 和 UBSan 都会立即捕获此溢出：godbolt.org/z/fzPMfqx4a
@Ahmeett_ Re "我不知道在这种情况下如何调试我的程序"，学习时，有时最好拿出一张纸，然后创建一个每个变量的列。自己走一遍程序。但是，您可以使用 IDE 来做同样的事情。您试图回答的问题是：实际行为在哪里偏离了预期行为？你可以倒过来工作。当我收到错误时，我的变量有什么值？（suffix[i] 是垃圾）。为什么？ s[j] 是垃圾。为什么？ j==7，超出了数组的末尾。为什么？ if (j<7) { j++; } 错了。
请注意，-fsanitize=address 会缩短该过程，将您直接带到“j 超出数组末尾”。

标签： arrays c for-loop undefined-behavior

【解决方案1】：

即使在第一次迭代中，for 循环也会调用未定义的行为

for(int i=0; i<28; i++) {
    suffix[i] = s[j];
    printf("%c ", suffix[i]);
    if(j<7) {
        j++;
    }
    //...

当j等于6时增加

    if(j<7) {
        j++;
    }

所以j 等于7，并且这个值将用于赋值语句中循环的下一次迭代

    suffix[i] = s[j];

因此，可以访问数组 s 的最后一个元素之后的内存，因为该数组的有效索引范围是 [0, 7 )。

注意，在文件范围内声明变量后缀，将局部变量设为静态，没有太大意义。

您的程序至少可以通过以下方式简化

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

int main( void ) 
{
    enum { N = 7, M = ( N * ( N + 1 ) ) / 2 };

    const char s[N] = { 'c','o','n','n','e','c','t' };
    char *suffix = malloc( sizeof( char ) * M );

    for ( size_t i = 0, k = 0, j = k; i < M; i++ ) 
    {
        suffix[i] = s[j++];
        printf("%c ", suffix[i]);

        if ( j == N ) j = ++k;
    }

    free( suffix );

    return 0;
}

程序输出是

c o n n e c t o n n e c t n n e c t n e c t e c t c t t

请注意，当不再需要动态分配的数组时，您应该始终释放它们。

实际上在这个程序中不需要动态分配结果数组。你可以写

char suffix[M];

【讨论】：

【解决方案2】：

您最终得到 j==7 (if (j<7) { j++; })，它超出了 s 的结尾。

替换

if(j<7) {
    j++;
}
else {
    k++;
    j=k;
}

与

j++;
if(j==7) {
    k++;
    j=k;
}

提示：

硬编码 7 和 28 是个坏主意（包括 Vlad 的做法）。最好使用
char s[] = {...}; size_t n = sizeof(s)/sizeof(s[0]);（如果是数组）
const char *s = "connect"; size_t n = strlen(s);（如果是字符串）
你并没有真正使用suffix。但是，如果您想在suffix 中构建一个字符串，请确保为尾随 NUL 再分配一个字符并添加尾随 NUL！

【讨论】：