在不使用任何庫 function 的情況下反轉字符串

Question

所以我想編寫一個程序來反轉從用戶那里獲取的字符串。

這是我的源代碼：

#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);
}

但是打印出來的 output 什么都不是！

有人可以指出我的代碼有什么問題嗎？

Answer 1

我的代碼有什么問題！

關鍵功能問題包括：

用fgets()讀取"12345\n"至少需要 6 個字節，7 個更好¹ 。

o[]上缺少 null 字符

使用fgets(c, n, stdin) ， c[n-1]是null 字符，並且使用“反轉”，因為代碼假定n字符， c[n-1]變為o[0] ，因此代碼打印空字符串.

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

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

---

存在其他小問題。

---

¹也增加分配，然后從輸入中刪除 \n。

Answer 2

阻止代碼工作的問題是o和c容器的大小不匹配，以及fgets中的讀取大小，因為fgets以空值終止從輸入讀取的字符串。

因此，假設n = 6在您讀取字符串時， fgets 用空終止符替換第 6 個字符，當您反轉它時，空終止符現在將成為o中的第一個字符，本質上，它將是一個空字符串，如字符串是以 null 結尾的字符數組或字節數組。

要解決此問題，請給 fgets 分配空間的大小。

fgets(c, n + 1, stdin);

並在您完成反轉時終止o 。

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

或者

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

小問題：

• 您切換主要 arguments 的名稱的事實。 它通常是int main(int argc, char * argv[]) 。 這可能會讓閱讀您的代碼的人感到困惑。
• char *c = malloc((sizeof(char) * n) + 1); 有不必要的邏輯，可以是char *c = malloc(n + 1); , char大小為一個字節。
• 程序的邏輯存在一個潛在的問題，當輸入的字符串比您要求用戶輸出的字符串短時，輸出將不是您想要的，您可以付出額外的努力來防止您的代碼出現錯誤輸入。

考慮到所有因素，以您的代碼為基礎，它可能類似於：

//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

您的程序中存在多個問題：

• 為什么需要字符數的參數？ 假設最大長度並在main()中使用自動存儲定義char arrays 會簡單得多。

• 語句char *c = malloc((sizeof(char) * n) + 1); 計算正確的分配大小，但偶然因為sizeof(char)總是1 。 你應該寫char *c = malloc(n + 1); 或char *c = malloc(sizeof(*c) * (n + 1)); .

• 由於fgets()將存儲換行符，您應該將分配大小增加 1 以避免在輸入 stream 中留下換行符，但您需要避免在要反轉的字符中包含換行符。 在所有情況下，您必須將數組的大小傳遞給fgets() ，而不是n因為fgets()只會將n - 1個字節存儲到數組中並將c[n - 1]設置為 null 終止符，這會導致反轉字符串以 null 終止符開頭，使其成為空字符串。

• 您不測試fgets()是否成功讀取標准輸入。

• 您不計算要反轉的字符數。 如果用戶輸入的字符少於n ，您將轉置超出輸入的字節，可能是 null 字節，這將使反轉的字符串為空（這是對您觀察到的內容的一個很好的解釋）。

• 轉置循環應該迭代i = 0而i < n ，而不是n + 1 。

• 您沒有在目標數組的末尾設置 null 終止符。 這個數組是用malloc()分配的，所以它是未初始化的。

這是修改后的版本：

#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;
}

也可以在程序終止后立即關閉終端 window 的系統上從 IDE 運行程序。 這會阻止您看到 output。 添加一個getchar(); return 0; 要解決此問題或從 shell window 手動運行程序。

Answer 4

如果值 n 與輸入字符串中的字符數不匹配，您的程序將失敗，主要是因為您沒有初始化您分配的 memory。

e.g.

n = 10
c = "hello"  

c 的長度為 5，但您已分配 11 個字節，因此 hello\n\0 之后的字節在 c 中未初始化，因為 fgets 不會為您填寫這些字節。

在 memory 它看起來像這樣

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

當你用

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

由於您使用n作為偏移量來開始復制字符，因此您開始超出 "hello\n\0" 復制 position 9 (10 - 1 - 0) 並將其作為第一個字符放在o中，但是由於所有c都沒有初始化任何東西可以在那里，甚至還有一個\0可以解釋為什么你不打印任何東西。

更好的是，一旦你讀取了字符串，就用一個簡單的 for 循環計算字符串的長度

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

然后使用len作為偏移量而不是n

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