在不使用任何库 function 的情况下反转字符串

Question

所以我想编写一个程序来反转从用户那里获取的字符串。

这是我的源代码：

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

int main(int argv, char *argc[]) {
    if (argv != 2) {
        printf("Please enter the number of elements in your string!\n");
        return 1;
    }
    int n = atoi(argc[1]);
    char *c = malloc((sizeof(char) * n) + 1);
    char *o = malloc((sizeof(char) * n) + 1);
    printf("Enter your string - ");
    fgets(c, n, stdin);
    for (int i = 0; i < n + 1; i++) {
        *(o + i) = *(c + (n - 1) - i);
    }
    printf("%s\n", o);
    free(c);
    free(o);
}

但是打印出来的 output 什么都不是！

有人可以指出我的代码有什么问题吗？

Answer 1

我的代码有什么问题！

关键功能问题包括：

用fgets()读取"12345\n"至少需要 6 个字节，7 个更好¹ 。

o[]上缺少 null 字符

使用fgets(c, n, stdin) ， c[n-1]是null 字符，并且使用“反转”，因为代码假定n字符， c[n-1]变为o[0] ，因此代码打印空字符串.

  // fgets(c, n, stdin);  // too small
  fgets(c, n + 1, stdin);  

  // add before printing.
  o[n] = '\0';

---

存在其他小问题。

---

¹也增加分配，然后从输入中删除 \n。

Answer 2

阻止代码工作的问题是o和c容器的大小不匹配，以及fgets中的读取大小，因为fgets以空值终止从输入读取的字符串。

因此，假设n = 6在您读取字符串时， fgets 用空终止符替换第 6 个字符，当您反转它时，空终止符现在将成为o中的第一个字符，本质上，它将是一个空字符串，如字符串是以 null 结尾的字符数组或字节数组。

要解决此问题，请给 fgets 分配空间的大小。

fgets(c, n + 1, stdin);

并在您完成反转时终止o 。

*(o + n) = '\0';

或者

o[n] = '\0'; //you can use this notation which is more readable than dereferencing

小问题：

• 您切换主要 arguments 的名称的事实。 它通常是int main(int argc, char * argv[]) 。 这可能会让阅读您的代码的人感到困惑。
• char *c = malloc((sizeof(char) * n) + 1); 有不必要的逻辑，可以是char *c = malloc(n + 1); , char大小为一个字节。
• 程序的逻辑存在一个潜在的问题，当输入的字符串比您要求用户输出的字符串短时，输出将不是您想要的，您可以付出额外的努力来防止您的代码出现错误输入。

考虑到所有因素，以您的代码为基础，它可能类似于：

//Only the changed parts are represented, the rest is the same
#include <string.h> //for strlen
    //...
    if (argc != 2 || atoi(argv[1]) < 1) { //n must be positive (I switched argv and argc)
        printf("Please enter the number of elements in your string!\n");
        return 1;
    }

    size_t n = atoi(argv[1]); //size_t type more suited for sizes
    char *c = malloc(n + 1);
    char *o = malloc(n + 1);
    //...
    fgets(c, n + 1, stdin);   //as stated n + 1 size argument 

    if(strlen(c) < n) {    //if the length of inputed string is shorter than intended
        puts("The string size shorter than stated!");
        return 1;
    }
    //...
    for (size_t i = 0; i < n + 1; i++) { //repalced int iterator type whith size_t
    //...
    o[n] = '\0'; //null terminate o
    //...

Answer 3

您的程序中存在多个问题：

• 为什么需要字符数的参数？ 假设最大长度并在main()中使用自动存储定义char arrays 会简单得多。

• 语句char *c = malloc((sizeof(char) * n) + 1); 计算正确的分配大小，但偶然因为sizeof(char)总是1 。 你应该写char *c = malloc(n + 1); 或char *c = malloc(sizeof(*c) * (n + 1)); .

• 由于fgets()将存储换行符，您应该将分配大小增加 1 以避免在输入 stream 中留下换行符，但您需要避免在要反转的字符中包含换行符。 在所有情况下，您必须将数组的大小传递给fgets() ，而不是n因为fgets()只会将n - 1个字节存储到数组中并将c[n - 1]设置为 null 终止符，这会导致反转字符串以 null 终止符开头，使其成为空字符串。

• 您不测试fgets()是否成功读取标准输入。

• 您不计算要反转的字符数。 如果用户输入的字符少于n ，您将转置超出输入的字节，可能是 null 字节，这将使反转的字符串为空（这是对您观察到的内容的一个很好的解释）。

• 转置循环应该迭代i = 0而i < n ，而不是n + 1 。

• 您没有在目标数组的末尾设置 null 终止符。 这个数组是用malloc()分配的，所以它是未初始化的。

这是修改后的版本：

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

int main(int argv, char *argc[]) {
    if (argv != 2) {
        printf("Please enter the maximum number of characters in your string!\n");
        return 1;
    }
    int n = atoi(argc[1]);
    if (n < 1) {
        printf("Invalid number of characters: %d\n", n);
        return 1;
    }
    // allocate 1 extra byte for the newline, one more for the null terminator
    char *buf = malloc(n + 2);
    char *out = malloc(n + 2);
    printf("Enter your string: ");
    if (!fgets(buf, n + 2, stdin)) {
        printf("no input\n");
        return 1;
    }
    // get the number of characters in the input before the newline, if any
    int len;
    for (len = 0; buf[len] && buf[len != '\n'; n++)
        continue;
    // if you can use the library function `strcspn()`, replace the for loop with this:
    //len = strcspn(buf, "\n");

    // copy the string in reverse order
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        out[i] = buf[len - 1 - i];
    }
    // set the null terminator
    out[len] = '\0';
    printf("%s\n", out);
    free(buf);
    free(out);
    return 0;
}

也可以在程序终止后立即关闭终端 window 的系统上从 IDE 运行程序。 这会阻止您看到 output。 添加一个getchar(); return 0; 要解决此问题或从 shell window 手动运行程序。

Answer 4

如果值 n 与输入字符串中的字符数不匹配，您的程序将失败，主要是因为您没有初始化您分配的 memory。

e.g.

n = 10
c = "hello"  

c 的长度为 5，但您已分配 11 个字节，因此 hello\n\0 之后的字节在 c 中未初始化，因为 fgets 不会为您填写这些字节。

在 memory 它看起来像这样

    +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+
c ->| h | e | l | l | o |\n |\0 |   |   |   |   |
    +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+

当你用

*(o + i) = *(c + n - 1 - i)

由于您使用n作为偏移量来开始复制字符，因此您开始超出 "hello\n\0" 复制 position 9 (10 - 1 - 0) 并将其作为第一个字符放在o中，但是由于所有c都没有初始化任何东西可以在那里，甚至还有一个\0可以解释为什么你不打印任何东西。

更好的是，一旦你读取了字符串，就用一个简单的 for 循环计算字符串的长度

int len = 0;
for (len = 0; c[len] && c[len] != '\n'; ++len);

然后使用len作为偏移量而不是n

*(o + i) = *(c + len - 1 + i)