程序不使用动态数组输出任何内容

Question

我刚开始使用 C，我正在尝试创建一个程序，该程序接受一个数字并使用此方法（来自indepth.dev ）将其转换为二进制：

要将整数转换为二进制，请从所讨论的整数开始，然后将其除以 2，同时注意商和余数。 继续将商除以 2，直到商为零。 然后只需按照相反的顺序写出余数。 (...) 现在，我们只需要以相反的顺序写出余数 - 1100。 因此，十进制中的 12 表示为二进制中的 1100。

我正在尝试使数组的大小动态化。 来自 Python 这有点令人困惑，因为在 Python 中你可以只附加到一个列表。

到目前为止，这是我的代码：

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

int main() 
{
    int *ptr, n, i;
    ptr = (int*)malloc(1 * sizeof(int));
    printf("Enter a number to convert: ");
    scanf("%d", &n);
    for (i = 0; n>0; i++)
    {   
        ptr = realloc(ptr, i * sizeof(int));
        ptr[i] = n % 2;
        n = n/2;

    }

    for(i=i-1; i>= 0; i--)
    {
        printf("%d", ptr[i]);
    }
    free(ptr);
    return 0;
}

当我运行程序并输入一个数字时，它不会输出任何内容。 如果我用固定的数组大小做同样的事情，它就可以工作。 为什么会这样？

Answer 1

问题在于这几行：

for (i = 0; n>0; i++)
{   
    ptr = realloc(ptr, i * sizeof(int));
    ptr[i] = n % 2;
    n = n/2;
}

您每次都在重新分配一个能够容纳i整数的数组，但是您最终在索引i处写入。 包含i整数的数组的索引从0到i - 1 ，因此您写入的内容超过了数组的末尾。 这会导致未定义的行为。

最简单的解决方法是从i = 1开始并写入ptr[i - 1] ：

for (i = 1; n > 0; i++)
{   
    ptr = realloc(ptr, i * sizeof(int));
    ptr[i - 1] = n % 2;
    n = n/2;
}

---

一种更简单的方法是使用固定大小的数组。 您已经知道int长度为8*sizeof(int)位，因此这是您需要的最大值。 此外，您可能不需要使用有符号整数，因为它们可能会导致负值出现问题（因此您可以使用unsigned ）。

编辑：我说8 * sizeof(int)因为sizeof运算符以字节为单位返回类型的大小（在本例中为int ）。 一个字节是 8 位，因此我将其乘以 8 以获得以位为单位的大小。 我在这里说的是8 ，但使用CHAR_BIT （来自limits.h ）会更好，因为 C 中的“字节”可以使用超过 8 位来表示，在这种情况下， CHAR_BIT每字节保存正确的位数。 我不知道任何 C 实现的CHAR_BIT值不同于8 ，但它仍然是正确的方法。 我更新了下面的代码以使用CHAR_BIT而不是8 。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#define N_BITS CHAR_BIT * sizeof(unsigned)

int main(void) {
    unsigned digits[N_BITS] = {0}; // Start with an array filled with zeroes.
    unsigned n;
    int i;

    printf("Enter a number to convert: ");
    scanf("%u", &n);

    // Calculate binary digits.
    for (i = 0; n > 0; i++) {
        digits[i] = n % 2;
        n /= 2;
    }

    // Skip leading zeroes.
    while (digits[i] == 0)
        i--;

    // Print binary digits in reverse order.
    for(; i >= 0; i--)
        printf("%u", digits[i]);

    // Final newline.
    putchar('\n');

    return 0;
}

---

奖金：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int i = 8 * sizeof(unsigned);
    unsigned n;

    printf("Enter a number to convert: ");
    scanf("%u", &n);

    while (i--)
        putchar('0' + ((n >> i) & 1));
    putchar('\n');

    return 0;
}

Answer 2

您分配的内存不足。 如果sizeof( int )等于4则二进制位数可以等于32 ( sizeof( int ) * CHAR_BIT )。

并且不需要使用realloc。

而且这个说法

ptr = realloc(ptr, i * sizeof(int));

当循环中的i等于 0 时，分配零大小的内存。您不能写入这样的内存。

您还应该使用 unsigned int 类型的对象。

这是一个演示程序。

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

int main(void) 
{
    unsigned int Base = 2;

    int *ptr = malloc( CHAR_BIT * sizeof( unsigned int ) );

    printf( "Enter a number to convert: " );

    unsigned int x = 0;

    scanf( "%u", &x );

    size_t n = 0;

    do
    {
        ptr[n++] = x % Base; 
    } while ( x /= Base );

    while ( n-- )
    {
        printf( "%u", ptr[n] );
    }
    putchar( '\n' );

    free( ptr );

    return 0;
}

它的输出可能看起来像

Enter a number to convert: 12
1100

如果你想使用realloc那么代码看起来像

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

int main(void) 
{
    unsigned int Base = 2;

    int *ptr = NULL;

    printf( "Enter a number to convert: " );

    unsigned int x = 0;

    scanf( "%u", &x );

    size_t n = 0;

    do
    {
        ptr = realloc( ptr, ( n + 1 ) * sizeof( unsigned int ) );
        ptr[n++] = x % Base; 
    } while ( x /= Base );

    while ( n-- )
    {
        printf( "%u", ptr[n] );
    }
    putchar( '\n' );

    free( ptr );

    return 0;
}

一般来说这样的调用

ptr = realloc( ptr, ( n + 1 ) * sizeof( unsigned int ) );

是不安全的，因为该函数可以返回 NULL。 所以一般来说你应该使用一个中间变量，比如

unsigned int *tmp = realloc( ptr, ( n + 1 ) * sizeof( unsigned int ) );
if ( tmp ) ptr = tmp;