C sprintf 数组字符指针

Question

有人可以告诉我我在这里做错了什么吗？为什么我的程序会 segfault？ 我正在尝试在string1和string2之间插入第三个字符串。

#include <stdio.h>

int main (void) 
{
char *string1 = "HELLO";
char *string2 = "WORLD";
char *stringX  = "++++";
char *string3;
printf ("%s,%s\n",string1,string2);
sprintf(string3,"%s%s%s",string1,stringX,string2);
printf ("NewVar: %s",string3);
}

为什么sprintf不能将结果存储在指向string3的内存地址中？当我将string3声明为普通数组时，它可以工作，但是当它是指向char数组的指针时就不行了。

我以为string3没有指向任何内存位置，但是当我执行printf("%p",string3);时，它确实指向某个位置。

输出：

# ./concat
HELLO,WORLD,0x40042

- user2953313

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只是一个提示：数据应该写在哪里？你认为指针指向哪里？ - glglgl

@glglgl - 我原以为string3没有指向任何东西，但是当我执行printf ("%p",string3)时，它似乎指向了一个内存位置。 - user2953313

但是对于一个未指定的... - glglgl

@user2953313：你在说哪个内存地址？string3并没有指向任何有意义的内存地址。它的值是不确定的，从技术上讲根本不是内存地址。它可能“看起来”指向了一个“内存位置”，但实际上这只是一种幻觉 - 未定义行为的结果。 - AnT stands with Russia

Answer 1

想象一下，你有一堆现金要放进公文包中。你需要什么？你必须测量现金的大小，以确定使用多大的公文包，并且您需要一个手柄来方便地携带现金。

现金就是你的字符串。公文包就是内存空间。公文包手柄就是指针。

1. 测量你的现金： strlen(string1) + strlen(string2) + strlen(stringX)。将其称为“总和”。
2. 现在获得足够大的公文包： malloc(total+1)
3. 然后在上面放置一个手柄： string3

将所有这些组合在一起...

char *string3 = malloc(strlen(string1)+strlen(stringX)+strlen(string2)+1);
sprintf(string3, "%s%s%s", string1, stringX, string2);

那第一次尝试有什么问题呢？你没有公文包。你有现金和一个提手，但是中间没有公文包。它看起来可以工作，但是只是随机的方式，因为编译器给了你一个脏垃圾箱来存放现金。有时候垃圾箱有空间，有时候没有。当没有空间时，我们称之为“分段错误”。

每当你有数据时，你就必须为该数据分配空间。编译器会为你的常量字符串（例如"HELLO"）分配空间。但是，你必须为运行时构建的字符串分配空间。

- bishop

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string3 没有指向任何可写内存。这里 char* 的大小并不重要 - sprintf 将尝试写入到 string3 指向的位置，而不是尝试写入到指针本身。 - simonc

大家好，感谢你们的解释。当我使用%p打印string3时，为什么它会指向一个内存位置？根据上面的评论，它不应该这样。我已经编辑了我的代码以突出这一点。 - user2953313

@user2953313，C语言不会为您的变量初始化任何特定值。指向的地址不能保证，但很可能是之前写入该堆栈位置的任何内容。尝试引用未初始化的指针会导致未定义的行为。有时它会崩溃；其他时候它可能看起来正常工作。 - simonc

@user2953313 要进行初始化，请使用calloc()而不是malloc。将其融入我的比喻中，这就像是使用旧的脏公文包（malloc）和使用新的干净公文包（calloc）之间的区别。我首先使用calloc，然后如果性能成为问题并且干净度不重要，我会切换到malloc。 - bishop

如果string1和string2不是一个字符串，而是一个整数，怎么办？你无法确定数字的长度。 - jsmith

@jsmith 好的，OP声明了char *string1等等，所以你问的实际上是一个单独的问题。然而，int input; char string1[22]; snprintf(string1, 22, "%0d", input); 然后进行一些修剪以达到最小长度。 - bishop

Answer 2

sprintf确实会将值存储在那里。问题在于指针string3具有未初始化的值，因此您只是覆盖随机内存。

您可以选择使用静态字符串缓冲区的一个选项：

char string3[20];
snprintf(string3, sizeof(string3), "Hello!");

或者，在基于GNU libc的系统上，您可以使用asprintf来自动分配适当的空间：

char * string3;
asprintf(&string3, "Hello!");
// ... after use
free(string3); // free the allocated memory

- che

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你的asprintf示例不正确 - string3应该是char *而不是char。另外值得注意的是，asprintf不是标准C函数（或者我认为甚至不是Posix）。 - Nigel Harper

@NigelHarper：谢谢，已修复。asprintf是GNU扩展，也注意到了。 - che

Answer 3

sprintf不会为它所写的字符串分配内存。您必须提供一个有效的字符串才能将其写入，但是当前正在将未初始化的指针传递给它。

最简单的解决方法是更改：

char *string3;
sprintf(string3,"%s%s%s",string1,stringX,string2);

to

char string3[200];
sprintf(string3,"%s%s%s",string1,stringX,string2);

在这种情况下，您可能需要使用 snprintf 来防止缓冲区溢出。

char string3[200];
snprintf(string3,sizeof(string3),"%s%s%s",string1,stringX,string2);

另外一种方法是在运行时确定string3的大小，以处理更长的源字符串，注意在使用完后要free内存。

char* string3 = malloc(strlen(string1) + strlen(stringX) + strlen(string2) + 1);
if (string3 == NULL) {
    // handle out of memory
}
sprintf(string3,"%s%s%s",string1,stringX,string2);
...
free(string3);

- simonc

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感谢您使用malloc的答案。这是为了空字符+1吗？ - user2953313

@user2953313 很高兴能帮到你。是的，+1 是为了空终止符。 - simonc

Answer 4

如果您需要将 string3 放在堆上，则需要使用 malloc 分配空间；如果不需要，则可以将其声明为字符数组。

- Sam I am says Reinstate Monica

Answer 5

假设您将i定义为int i; 在这个级别上，您告诉计算机我将存储整数，但是变量i中还没有有意义的数字。 就像当您定义char *string3时，您告诉计算机string3将存储字符指针，但仍然没有有意义的地址。因此，您必须为此变量分配内存。

string3 =  malloc(strlen(string1)+strlen(stringX)+strlen(string2)+1);

- hr.mousavi