使用malloc / free的C代码中的SIGBART

Question

我写了这个小程序，找出一个较大的字符串子串，或大海捞针的所有地方。 当我在本地运行程序时，它似乎工作正常。 但是，当我将其提交给在线竞赛进行评审时，会出现SIGBART错误。 我以为是因为内存管理不佳，所以删除了free()函数调用，但随后出现了Time Limit Exceeded错误（但SIGBART错误消失了）。 删除free()调用会降低程序速度吗？ 我的程序中是否有泄漏？

我在这里谈论的比赛是： 大海捞针

这是代码：

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

#define RAW_INPUT_SIZE 10000

#define BOOL unsigned int
#define NO 0
#define YES 1

int main (int argc, char **argv)
{
   int needleLength;
   char *rawNeedle = (char *)malloc(RAW_INPUT_SIZE);
   char *rawHaystack = (char *)malloc(RAW_INPUT_SIZE);
   char *needle; // to be allocated later
   char *haystack; // to be allocated later, but not deallocated
   while (scanf("%i\n%s\n%s", &needleLength, rawNeedle, rawHaystack) != EOF)
   {
      needle = (char *)malloc(needleLength);
      strncpy(needle, rawNeedle, needleLength);
      haystack = strchr(rawHaystack, needle[0]);
      int i = haystack - rawHaystack;
      BOOL matchesFound = NO;
      if (i + needleLength - 1 < strlen(rawHaystack))
      {
         while (haystack != NULL)
         {
            if (i + needleLength - 1 < strlen(rawHaystack))
            {
               char *substr = (char *)malloc(needleLength);
               strncpy(substr, haystack, needleLength);
               if (strcmp(needle, substr) == 0)
               {
                  printf("%i\n", i);
                  matchesFound = YES;
               }
               free(substr);
               substr = NULL;
            }
            haystack = strchr(haystack+1, needle[0]);
            i = haystack - rawHaystack;
         }
      }
      if (matchesFound == NO)
         printf("\n");
      free(needle);
      needle = NULL;
   }
   free(rawNeedle);
   free(rawHaystack);
   rawNeedle = NULL;
   rawHaystack = NULL;
   return 0;
}

---

从问题中抄录输入和输出规范

输入项

输入包含许多测试用例。 每个测试用例由三行组成，其中包括：

• 针的长度，
• 针头本身
• 大海捞针。

指针的长度仅受程序可用内存的限制，因此不要做任何假设-而是读取长度并根据需要分配内存。 干草堆的大小没有限制，这意味着您的程序不应一次读取整个干草堆。 KMP算法基于流，即，它逐个字符地处理干草堆，因此这不是问题。

测试用例接一个地出现，每个用例占据三行，中间没有额外的空间或换行符。

输出量

对于每个测试用例，您的程序都应输出大海捞针中所有发生针的位置。 如果找到匹配项，则输出应包含匹配项第一个字符的位置。 大海捞针中的字符从零开始编号。

对于给定的测试用例，应按升序对位置输出进行排序，并且每个位置应打印在单独的行中。 对于两个不同的测试用例，位置应以空行分隔。

Answer 1

我不确定这是否是造成问题的直接原因，但是一个明显的问题是您使用的不是strncpy正确的。 strncpy不必NUL终止。

另外，您不会检查malloc成功，也不会检查strchr成功。

Answer 2

为什么要使用任何内存分配？ 如果规格包括最大针长为10,000，则只需使用局部数组：

char needle[RAW_INPUT_SIZE];
char haystack[RAW_INPUT_SIZE];

直接阅读这些内容； 不要复制它们。

char *substr = (char *)malloc(needleLength);
strncpy(substr, haystack, needleLength);
if (strcmp(needle, substr) == 0)

不清楚您的针头长度是否包含尾随零位。 因此，这不会分配足够的空间并且不能保证空终止，这两者都容易导致SIGABRT问题。

在干草堆上重复使用strlen()将使程序运行缓慢。 您可以计算长度，而无需在每个针和干草堆上多次进行strlen() 。

除非确保您的数据中没有空白，否则您的scanf()代码读取的内容将少于您的预期。 您应该始终检查是否已获得所有期望的值。

您应该查找功能strstr() 。

Answer 3

您可能正在覆盖关键内存。

指针的长度仅受程序可用内存的限制，因此不要做任何假设-而是读取长度并根据需要分配内存。 干草堆的大小没有限制，这意味着您的程序不应一次读取整个干草堆。 KMP算法基于流，即，它逐个字符地处理干草堆，因此这不是问题。

您可以指望一些大于10000个char的输入。 这意味着您正在使用未分配的内存，从而产生不可预期的后果。

更可预测的是-正如乔纳森·莱夫勒（Jonathan Leffler）所述，您的substr通常不会以0结尾，因此，如果perchance substr后面紧跟一个'\\ 0'字符，则strcmp只能返回0，因此您很可能会错过在haystack发生needle情况（在算法执行过程中很可能会破坏干草堆）。

而您的算法是幼稚算法（通过专门针对needle的第一个字符进行扫描而得到的增强），可能太慢了：

但是，幼稚的方法可能会超过时间限制，而其他算法则更复杂...选择是您的选择。

您应该为每个测试用例

1. 读针的长度
2. 为针分配足够的空间（包括0终止符）
3. 读针
4. 在干草堆中逐块读取，与扫描针头交错

SPOJ建议并非毫无道理地使用KMP算法。 使用Boyer-Moore算法是一个很好的选择，但是使处理跨越块边界的匹配更为复杂。