用于从用户输入中检索字符串的 c 函数存在内存问题

Question

我有以下代码用于通过终端提示从用户那里获取字符串：

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

void GetString(int*, int*);

int main(void)
{
    unsigned int strLength = 32;
    char *stringPtr = malloc(strLength);
    printf("Enter some input: ");
    if (stringPtr != NULL)
    {
        int c = EOF;
        unsigned int i = 0;
        while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF)
        {
            stringPtr[i++] = (char) c;
            if (i == strLength)
            {
                strLength = i+strLength;
                if(stringPtr = realloc(stringPtr, strLength))
            }
        }
        stringPtr[i] = '\0';
        printf("\n\nString value: %s\n\n", stringPtr);
        free(stringPtr);
        stringPtr = NULL;
    }
}

从用户的角度来看，它运行良好，但是，我是新手，现在才真正开始了解指针如何相互配合，但是，我还没有找到一个可以简单地传递的好的在线示例如何成功处理未知数量的输入，而不用担心缓冲区溢出、分段错误等。

我上面列出的代码是我使用几个与动态内存分配相关的示例以及一些关于字符串操作的论坛构建的。任何人都可以验证这是一种安全、有效的方式来处理未知长度的用户输入吗？如果不是，您能否提供有关我发布的内容不正确的原因以及如何改进的信息？我只是想确保我学习正确，因为我正在自学（大部分情况下），这可能会导致对 C 的破坏性误解，从我从朋友/在线文章中听到的。

*****我已根据 cmets 中提供的帮助和下面的答案将上面的代码修改为更好的状态。我愿意对此进行进一步改进，并希望此示例可以帮助其他试图更好地了解如何以安全有效的方式处理用户输入的人。******

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

void GetString(int*, int*);

int main(void)
{
    unsigned int strLength = 32;
    char *stringPtr = malloc(strLength);
    if (stringPtr == NULL)
    {
        fprintf(stderr, "Unable to allocate memory to hold char array. Exiting!\n");
        return 1;
    }
    printf("Enter some input: ");
    int c = EOF;
    unsigned int i = 0;
    while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF)
    {
        stringPtr[i++] = (char) c;
        if (i == strLength)
        {
            strLength += strLength;
            if ((stringPtr = realloc(stringPtr, strLength)) == NULL)
            {
                fprintf(stderr, "Unable to expand memory to hold char array. Exiting!\n");
                return 2;
            }
        }
    }
    stringPtr[i] = '\0';
    if (sizeof(stringPtr) < strLength)
    {
        stringPtr = realloc(stringPtr, strLength);
    }
    printf("\n\nString value: %s\n\n\n", stringPtr);
    free(stringPtr);
    stringPtr = NULL;
}

Answer 1

将此视为部分答案，希望以后可以提供更多提示。 以下是一些初始的 cmets：

1. 首先检查 malloc() 是否成功。其他无需提示。
2. 如果 malloc() 失败，立即终止，您可以使用 exit(1) 或 return(1)，但如果您还先向 stderr 写入错误消息，例如使用 fprintf(stderr, "malloc failed! ");这样您就不必缩进 main() 函数的主要部分！
3. 一次分配一个字节效率不高。通常，您会以更大的步长递增，例如一次 80 个字节。
4. 您的代码可能无法很好地处理退格键或 UNICODE。但我想现在讨论还为时过早。
5. realloc() 可能会失败，但你永远不会检查它。

代码可以更高效（更短），但你有一个好的开始！

Answer 2

这条线效率不高，

char *stringPtr = malloc(strLength);

您为一个char 分配了内存。然后你为它重新分配更多。我建议你分配一个缓冲区，例如 1024 字节，如果输入大于 1024，那么你再分配 1024 字节。这类似于 stl::vector 增加其内存的方式。 （您也可以选择分配 512 字节）。

其背后的原因是，您每次向系统请求一些内存，都是昂贵的系统调用。因此，最好要求比您保存对系统的调用更多的要求。

Answer 3

这个答案的重点是 OP 提到：

 I have yet to find a good working example online that can simplistically relay 
 how to successfully handle an unknown amount of input without fear of buffer
 overflow, segmentation faults, etc.

Buffer Overflow 和 Segmentation fault 上的维基百科文章很好地详细解释了它们。

What is segmentation fault? 上的 Stack Overflow 答案也提供了很好的解释。

如果您想真正深入了解缓冲区，如何使用它们并通过 asm/c 代码操作它们，我强烈建议您阅读文章“Smashing The Stack For Fun And Profit”。这篇文章本质上是关于使用缓冲区的第一个安全漏洞的圣经。这确实是一部出色的作品。

另外，如果您还在上大学，我强烈建议您阅读有关您在学校学到的任何概念的维基百科。令人惊讶的是，维基百科的文章比教授的文章更深入（我去了世界顶尖大学之一）。你会发现阅读维基百科的文章真的可以帮助你为期中和期末教授扔给你的“曲线球”做好准备。

如果您有任何问题，请告诉我！