使用指针定义字符串 Vs。 C 中的字符 arrays

Question

我对指向字符的指针如何工作感到困惑。 当我运行以下代码时，会发生什么？

int main()
{
    char* word;
    scanf("%s",word);
    printf("%s",word;
}

main中的第一行是在没有初始化的情况下定义指向 char 的指针。 scanf应该将单词存储在某处并将地址提供给指针，对吗？ 如果我输入一个大字符串，它会覆盖 memory 中的某些内容吗？

除了定义指向 char 的指针之外，以下代码的第一行会发生什么。 编译器是否设置了一些限制？ 或者我不能超过指定的尺寸，对吗？ 如果完成，我将遇到运行时错误，对吗？ 这两种情况有什么区别？

int main()
{
    char word[100];
    scanf("%s",word);
    printf("%s",word;
}

指向其他类型的指针呢？ 我可以继续使用偏移量写入以下位置吗？

Answer 1

scanf 应该将单词存储在某处并将地址提供给指针，对吗？

不，情况正好相反。 您定义scanf存储值的地址。 由于您未能初始化指向某个有效地址的指针，您会导致未定义的行为，在最好的情况下可能会导致崩溃，或者在最坏的情况下似乎会起作用。

除了定义指向 char 的指针之外，以下代码的第一行会发生什么。

根本不涉及指针。 数组不是指针。 数组提供了存储其所有成员所需的所有 memory。 指针不会这样做。

Answer 2

function scanf要求您将足够大的 memory 缓冲区的地址传递给它以存储字符串。 如果您不这样做，那么您将调用未定义的行为（即您的程序可能会崩溃）。

简单地传递一个野指针（即任意 memory 地址）是不够的。 相反，您必须保留您打算使用的 memory，例如通过声明一个数组或使用 function malloc 。

Using the %s scanf conversion format specifier by itself is not a good idea, because even if the allocated memory buffer has a size of 100 characters, if the user types more than 99 characters (100 including the terminating null character), then the function将越界写入数组，导致未定义的行为。 因此，您应该始终限制写入的字符数，在这种情况下通过写入%99s而不是简单%s 。

此外，在使用scanf的结果之前，您应该始终检查 function 的返回值，并且仅在 function 成功的情况下使用结果。

int main()
{
    char word[100];
    if ( scanf( "%99s", word ) == 1 )
        printf( "%s\n", word );
}

如果我输入一个大字符串，它会覆盖 memory 中的某些内容吗？

它不必是“大”字符串。 即使将“小”字符串写入野指针也会导致未定义的行为，并且可能会覆盖重要的内容。

编译器是否设置了一些限制？ 或者我不能超过指定的尺寸，对吗？

编译器不会阻止您越界写入数组，但是如果您允许这种情况发生，那么您的程序将具有未定义的行为（即您的程序可能会崩溃）。 因此，您可能不想让这种情况发生。

如果完成，我将遇到运行时错误，对吗？

如果幸运的话，是的，您的程序会立即崩溃，您将能够轻松识别并修复错误。 如果你不走运，那么不，你的程序不会崩溃，但会按预期工作，而且你不会在很长一段时间内注意到这个 bug，直到开发的很晚，有一天 bug 开始覆盖一些重要的东西在你的程序中。 在这种情况下，该错误可能很难诊断。

这是因为 C 不是内存安全语言。

但是，由于这类错误通常很难找到，因此有一些工具可以帮助检测这类错误，例如valgrind和AddressSanitizer 。

Answer 3

根据 C 标准中的转换说明符%s的描述

如果不存在 l 长度修饰符，则相应的参数应是指向字符数组的初始元素的指针，该元素数组的大小足以接受序列和终止 null 字符，它将自动添加。

那就是你传递一个指针作为 function 的参数，它对应于格式%s它应该指向将存储输入字符串的字符数组的第一个元素。 字符数组应足够大以容纳输入的字符串（包括附加的终止零字符'\0' ）

在第一个程序中

int main()
{
    char* word;
    scanf("%s",word);
    printf("%s",word;
}

指针word未初始化并且具有不确定的值。 所以这两个语句

    scanf("%s",word);
    printf("%s",word;

调用未定义的行为。

您需要提供指向字符数组的有效指针值。 例如

char s[100];
char *word = s;

或者您可以像动态分配 memory

char *word = malloc( 100 * sizeof( char ) );

在第二个节目

int main()
{
    char word[100];
    scanf("%s",word);
    printf("%s",word;
}

用作参数的数组word被隐式转换为指向其第一个元素的指针。 如果您将输入一个适合包含 100 个元素的数组的字符串，那么程序将正确运行。

但是，如果您将输入 100 个或更多字符而没有嵌入空格，那么程序将再次出现未定义的行为。

为了避免这种情况，您可以通过使用长度修饰符指定可以在数组word中读取的字符串的最大长度，方法如下

    scanf("%99s",word);

如果要输入可能包含嵌入空格的字符串，则应使用另一个转换说明符。 例如

    scanf("%99[^\n]", word );

或者

    scanf(" %99[^\n]", word );

下面是两个演示程序，它们显示了用于输入字符串的两个转换说明符之间的区别。

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
    char word[100];
    
    scanf( "%99s", word );
    
    puts( word );
    
    return 0;
}

如果要输入字符串

Hello Mohammed Elbagoury

那么程序 output 将是

Hello

第二个程序

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
    char word[100];
    
    scanf( "%99[^\n]", word );
    
    puts( word );
    
    return 0;
}

如果再次进入

Hello Mohammed Elbagoury

那么程序 output 将是

Hello Mohammed Elbagoury

如果您将输入超过99字符，则只有前99字符将存储在附加了终止零字符'\0'的数组中。

至于你这个问题

我可以继续使用偏移量写入以下位置吗？

然后您可以使用指针算法将数据存储在数组的任何 position 中。 例如

int a[10];

scanf( "%d", a + 5 );

在这种情况下，将在数组a[5]的元素中写入一个数字。

上面的语句等价于

scanf( "%d", &a[5] );