在C语言中给数组赋值时出现了意外的结果

Question

我正在阅读《C程序设计语言第二版》。我来到了这个练习题[1-13，第1.6节，第24页第二版]。

编写一个程序来打印输入中单词长度的直方图。用水平条形图很容易画出直方图；而垂直方向则更具挑战性。

我认为一切都运行得很好，除了当我尝试确定最后一个单词计数（变量tmp）是否<=10或>10时，将其分配给count[tmp-1]或count[11]（如果大于）。就算不打印实际的直方图，现在我只想要一个有效的数组表示。下面是程序运行时的输出。

asdasd 
_________________________________
 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 
   (x-axis) Length of words 
---------------------------------
[0 SPACE] [0 NEWLINE] [0 TAB] 
[1 WORD] [0.000 KILOBYTE] [6 CHAR]



6---


ARRAy= 1  1  1  1  1  2  0  0  0  0 

这是我的代码

#include <stdio.h>
#define MAX 10


int main (void) {
    //
    int nc,nw,nt,ns,nl;  //nc = bytes, nw = words, nt = tabs, ns = spaces, nl = newlines
    nc = nw = nt = ns = nl = 0;
    //
    int c;                     //getchar()
    int done = 0;             //don't even know I'm a noob just ignore...
    int tmp = 0;              //last word count (this works well)
    int array[MAX + 1];      //For outputting screen formatters like ---
    int count[11];           //THIS is whats broken random values
    int state = 0;
    int waslast = 0;
    float kbcount = 0;
    for (c = 0; c <= MAX; c++)
    count[c] = 0;

    while (done == 0) {
        c = getchar();
        ++nc;

        if (c == ' ' || c == '\n' || c == '\t') {
            waslast = 1;



            if (c == '\t') {
                ++nt;
                state = tmp;
                tmp = 0;
            }
            else if (c == '\n') {
                ++nl;
                state = tmp;
                tmp = 0;
            }
            else if (c == ' ') {
                ++ns;
                state = tmp;
                tmp = 0;
            }
        }

        if (c == EOF) {
            done = 1;
        }
        else if (c != ' ' && c != '\n' && c != '\t') {
            tmp++;
            state = tmp;
            if (waslast == 1) {
                nw++;
                waslast=0;
            }
            if (nc == 1)
                nw++;
        }

        if (tmp <= 10)
            count[tmp-1]++;       //Completely random assignments
        else
            count[11]++;          //This is broken
    }



    // END WHILE
    //
    //



    printf("\n");
    for (c = 1; c <= MAX + 1; c++) {
        printf("___");

    }

    printf("\n");

    for (c = 1; c <= MAX + 1; c++) {
        array[c] = c;
        printf("%2d ", array[c]);
    }

    printf("\n   (x-axis) Length of words \n");

    for (c = 1; c <= MAX + 1; c++){
        printf("---");
    }

    kbcount = (nc-1)/1024;

    printf("\n[%d SPACE] [%d NEWLINE] [%d TAB] \n[%d WORD] [%.3f KILOBYTE] [%d CHAR]\n\n\n\n%d---\n\n\n",
           ns,nl,nt,nw,kbcount,(nc -(nl+nt+ns))-1,state);

    printf("ARRAy=");
    for (c = 0; c<MAX ;++c)
        printf(" %d ",count[c]);
    return 0;


}

~ ~

- user1114092

Answer 1

c语言中数组的下标从0开始计数。count[11]++; 超出了该数组的界限。

一个长度为11的数组的有效下标从0到10（包括0和10）。该数组的第11个元素为count[10]。

- Dave Rager

Answer 2

您正在犯三个主要错误。前两个是风格上的，使我和其他大多数人不想阅读代码和提供帮助。最后一个是您的逻辑错误...至少有一个。

1. 花时间输入有意义的变量名。或者至少是缩写的。比如 NumTabs 或者适合您的风格。
2. 掌握好您的缩进风格。正确的缩进可以更容易地理解程序流程。

因此，您最显眼的错误是当您这样做：

count[11]++;          //This is broken

在代码中，它在更高的位置被定义为：

int count[11];

该数组中有11个整数。但是，你不是从1开始引用它们，而是从0开始。count[0]、count[1]...count[10]都是有效的。如下所示：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

正如你所看到的，尽管只到10，但这是11个数字。如果你想访问count[11]，你必须将count声明为

int count[12];

这被称为偏移量错误(off-by-one error)。虽然它是一个相当基础的错误，但不要觉得太糟糕，即使是专家也会犯同样基本错误的(通常更复杂、严重)版本。字符串处理通常也很麻烦。

无论如何，如果这还不够清楚，如果您想在概念上想象一下 - 这不是它的工作方式，但是在概念上 - 您的数组分配了11个int，并且“count”是其指针。所以(pointer+0)将指向第1个整数，这与pointer[0]的含义相同。(pointer+1)也就是说pointer[1]将指向第2个整数。(pointer+5)/pointer[5]将指向第6个整数，(pointer+11)/pointer[11]将指向第12个整数-但实际上只有11个。

- std''OrgnlDave

---

抱歉，正如我所说的，这是从“你好，世界”开始的下一步，也是我在stackoverflow上的第一篇帖子。我也不知道count[10]是指0-9还是0-10，但现在我明白了。这本书中没有太多适合新手的信息，但感谢您的帮助。 - user1114092

@user1114092：count[10] 创建了 count[0]、count[1]、count[2]、……和 count[9]。count[10] 是未定义的，但访问它很可能会导致一些不好的事情发生。 - wallyk

@KeithThompson 不需要道歉 - 特别是如果这是你从“Hello World”迈出的第一步。你做得很好！从经验中获得一些建议 - 早期养成好习惯，这样你就不必（痛苦地）学习错误的习惯。mctyler的帖子大大压缩并改变了你的代码，但如果你仔细研究，他也提出了一些好的建议（特别是使用枚举。这是一个相当清晰的简单“有限状态机”的例子），尽管它可能超出了你目前的能力范围。 - std''OrgnlDave

@user1114092 唉，抱歉，我也是 StackOverflow 的新手。我本意是想直接回复你的，而不是 KeithTompson 只是编辑了缩进并发表了评论 :-P （谢谢 Keith！） - std''OrgnlDave

Answer 3

你的程序还有三个错误点：

• 整数除法的结果是一个整数，所以在这里：

  float kbcount = (nc-1)/1024;

变量kbcount被设置为nc - 1除以1024的整数结果。

我认为你想要表达的是：

float kbcount = (nc - 1) / 1024.0;

因为其中一个部分（分母）是浮点数，优先级规则将两个部分转换为浮点值，然后除法变成浮点除法，所以结果将是一个带有其小数（十进制）值的浮点值。请阅读《C程序设计语言》第2.7节（第42页）以获得更好的解释。

接下来，

您可以简化逻辑，确定 c 是单词的一部分还是“空格”（空格，制表符，换行符），使您的程序更短，更易于理解。

E.g.:

enum state_t = {whitespace, printable};
...

enum state_t state = whitespace;
while (EOF != (c = getchar())) {
    bytes++;

    if (is_whitespace(c)) {
        if (state == printable) { /* the whitespace ends the 'word' state */
            count[length % MAX]++;
            length = 0;
        }
        ...
        state = whitespace;
    } else {
        if (state == whitespace) {
            /* starting a new word */
            wordcount++;
        }
        length++ /* word length */
        state = printable;
    }
    ...
    /* anything else you want to do */
}
/* done reading standard input (stdin), now print report... */

注意使用更好的变量名会使阅读更加容易。

最后，

• 你是一个初学者，而不是一个“noob”（新手）。

参考：

//don't even know I'm a noob just ignore...

说实话，每个程序员在开始学习新的编程语言时都会犯很多错误。但这是自然学习过程的一部分。你通过探索、尝试新事物来学习，并发现什么有效，什么无效。这是一个过程，希望你能享受努力解决问题的挑战，不仅要考虑解决问题的方案，还要将解决方案拆分成逻辑上合理的步骤，并用合成语言（在这种情况下是C语言）正确地编写它。

- mctylr

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你知道这可能是我见过的最简单的有限状态机设计模式之一。你应该将其概括并制作教程，这个概念和设计模式非常有用。大多数你能找到的教学文献都很糟糕，在我看来。 - std''OrgnlDave

@OrgnlDave，谢谢。我并不是在尝试确保它是一个有限状态机（FSM）设计，这也许是为什么它简单易懂的原因。假期结束后，我会考虑写一篇教程。 - mctylr