在简单方程中用 scanf 替换 get 会使程序崩溃

Posted 2023-02-16

【中文标题】在简单方程中用 scanf 替换 get 会使程序崩溃

【英文标题】：Replacing gets with scanf in simple equation crashes the program

【发布时间】：2015-06-07 21:22:49

【问题描述】：

我正在使用 C for Dummies。它有一个使用 gets 和 atoi 将英寸转换为厘米的示例代码（第 135 页，如果你有文本）。

现在，我想尝试使用scanf 而不是可怕的gets，这是我能想到的最好的方法（基于作者提供的代码）。

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

int main()

    float height_in_cm;
    char height_in_inches;

    printf("Enter your height in inches: ");
    scanf("%c"),&height_in_inches;
    height_in_cm = atoi(height_in_inches)*2.54;
    printf("You are %.2f centimetres tall.\n",height_in_cm);
    return(0);

程序启动，但输入后就崩溃了。我哪里错了？

【问题讨论】：

你确定这条线：scanf("%c"),&height_in_inches; ?我认为应该是 scanf("%c",&height_in_inches);

您可以在此处查看scanf函数（cplusplus.com/reference/cstdio/scanf）了解更多正确使用示例

错误：scanf("%c"),&height_in_inches;。更好：scanf("%c", &height_in_inches);。假设您要输入一个二进制的 8 位整数值（例如，对于“10”，请在键盘上输入 。如果您想要一个 STRING，（如字符“10 "); 我建议：BEST：int height_in_inches; scanf ("%d", &height_in_inches); 在任何一种情况下，你都不需要 "atoi()"...

@paulsm4 我同意你想使用 %d。我确实尝试过使用它，但是当它不起作用时，我不确定要更改哪个部分，所以这是其中之一。

实际上，Jonathan Leffler 的（新！）答案是最好的。总结：1）您最初的崩溃是因为“scanf（）”语法不正确。 2）如果你想输入一个字符串，那么使用1字节的“char”也是错误的：你应该声明一个n字节的“char[]”数组。 3) 但坦率地说，让“scanf”为您完成工作并声明“height_in_inches”为您最终需要的类型（例如“float”或“double”）是最有意义的。强烈建议：再看看 Jonathan Leffler 的回复。

【参考方案1】：

既然scanf() 可以帮你转换答案，为什么还要花时间转换答案？

#include <stdio.h>

int main(void)

    float height_in_inches;

    printf("Enter your height in inches: ");
    if (scanf("%f", &height_in_inches) == 1)
    
        float height_in_cm = height_in_inches * 2.54;
        printf("You are %.2f inches or %.2f centimetres tall.\n",
               height_in_inches, height_in_cm);
    
    else
        printf("I didn't understand what you said\n");
    return(0);

如果你必须读取一个字符串，那么使用fgets():

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

int main(void)

    char line[4096];

    printf("Enter your height in inches: ");
    if (fgets(line, sizeof(line), stdin) != 0)
    
        double height_in = strtod(line, 0);
        double height_cm = height_in * 2.54;
        printf("You are %.2f inches or %.2f centimetres tall.\n",
               height_in, height_cm);
    
    return(0);

请注意，两个程序都会在使用输入结果之前检查输入是否发生。你可以争辩说，对strtod() 的调用的错误检查是非常懒惰的。我同意。请注意，我在第一个片段中的float 和第二个片段中的double 之间切换；要么可以工作。当结果为分数时，我认为没有特别的理由将输入限制为整数值。回显输入和输出通常也是有益的；如果你得到的回应不是你认为你输入的，这是一个很好的提示，表明某些地方出了问题，并让你在代码的正确区域进行搜索。

^{注意：有一些小细节被掩盖在地毯下，尤其是在第一个例子中，float 和 double 与 scanf() 和 printf()。鉴于下面的评论，它们目前与 OP 无关。}

对原始代码的最小修复

由于上面的代码比 OP 识别的更复杂，这里是对原始代码的一组更简单的修复。输入到数组（字符串）中的字符串是关键点；这也需要更改 scanf() 调用。 通过使用大缓冲区，我们可以假设用户无法通过在终端键入来溢出输入。但是，对于机器驱动的输入来说就不行了。

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

int main(void)

    float height_in_cm;
    char height_in_inches[4096];    // Array, big enough to avoid most overflows

    printf("Enter your height in inches: ");
    // Missing error check on scanf() — too advanced as yet
    scanf("%s", height_in_inches);  // Format specifier, parentheses, ampersand
    height_in_cm = atoi(height_in_inches) * 2.54;
    printf("You are %s inches or %.2f centimetres tall.\n",
           height_in_inches, height_in_cm);
    return(0);

一行输入有多长？

user3629249commented:

可以通过以下方式节省大量堆栈空间：

注意到“int”最多只能包含 12 个字符，因此输入缓冲区的最大长度为 13 个字符（以允许 NUL 字符串终止字节） 将scanf() 限制为12 个字符。 IE。 'scanf( "%12s", myCharArray ); 在 C 中，数组的名称降级为数组的地址，因此“myCharArray”上不需要前导“&”。

第 3 点是正确的；如果您使用char myCharArray[13];，则在调用scanf() 等时不要使用&myCharArray；你只使用myCharArray。如果您滥用&，一个好的编译器会指出您的方式错误。

不过，我对第 1 点和第 2 点有疑问。 很多的麻烦可以通过注意如果用户在线输入 9876432109876543210 来避免，那么使用 scanf() 和 %12s 对消除无效输入没有太大帮助。它将在行上留下 8 个未读数字，而读取的内容仍会溢出一个 32 位整数。如果您在较长的字符串上使用strtoX() 系列函数而不是atoi()，那么它们会检测到诸如溢出之类的问题，而scanf() 和%d 和atoi() 都不会。 （这是主要答案中掩盖的众多观点之一。）

此外，在具有兆字节（通常是千兆字节）主内存的系统上，堆栈上的 4 KiB 不是主要问题。也就是说，我使用 4 KiB 部分是因为它的冲击值；但 POSIX 要求 [LINE_MAX] 的最小值为 2048。

如果您正在阅读基于行的输入，这通常是在命令行应用程序中进行输入的好方法，那么您需要确保阅读整行，因为处理部分行会很混乱并且会导致错误报告难的。 fgets() 加上sscanf() 处理的一个主要优点是您可以在错误报告中使用完整的行，而不是scanf() 在处理部分行后留下的内容。如果第一次尝试失败，您也可以尝试以不同的方式扫描字符串； scanf() 系列中的直接文件 I/O 函数无法做到这一点。

如果您天真地没有认识到人们在您希望他们输入短行时会输入长行，那么您可以将剩菜作为新行 - 无需进一步的用户交互 - 当它实际上是前一行的渣滓时输入。例如，如果您扫描 20 位数字中的 12 位，那么下一个输入将获得剩余的 8 位数字，而无需等待用户输入任何新内容，即使您提示他们输入更多信息。 （另外，请注意using fflush(stdin)；它是否有任何用处，充其量是特定于系统的。）

我使用 fgets() 和 4 KiB 缓冲区。如果您想防止程序在单行上发送数兆字节的 JSON 编码数据，则需要使用 POSIX 的 getline() 函数来读取该行。它为整行分配足够的空间，除非内存不足。对于大多数学生的练习作业，4 KiB 缓冲区和fgets() 是一个合理的替代品。只要指数至少为 8，我愿意就使用的 2 的幂进行协商——该值至少为 256。例如，将行缓冲区限制为 80 个字符并不会阻止用户输入超过一行 80 个字符。这只是意味着额外的字符不太可能得到适当的处理。将缓冲区限制为 13 个字符不会给您带来任何有价值的东西，IMO，而且“节省堆栈空间”是一种过早的优化。

【讨论】：

你的例子，尤其是第二个，有点超前了。我真的是一个初学者。虽然我很高兴从目前所见的情况中了解if 和else。

很抱歉超出了您所学的范围。我没有这本书，但在输入大量内容之前，我会期待if、while 和for 的基本报道——显然，我错了。一两周后回来；那样会更有意义。要带走的一个关键点是输入操作（特别是）可能会失败，并且在使用结果之前应该检查输入操作的成功/失败。回应您阅读的内容是个好主意。如果您认为自己输入了 10，但计算机认为您输入了 31415332132，那么它会很好地提示您有问题。

我明白了，这确实有道理。这本书非常“这个做这个，那个做那个”，在我的发现点上是可以的，但是当我弄乱这些例子时它会引起问题。尽管如此，K&R 还是太过分了，所以我现在很高兴。

大量堆栈空间可以通过以下方式节省 1) 注意到“int”最多只有 12 个字符，因此输入缓冲区的最大长度为 13 个字符（以允许 NUL 字符串终止byte) 2) 将 scanf() 限制为 12 个字符。 IE。 'scanf("%12s", myCharArray); 3) 在 C 中，数组的名称降级为数组的地址，因此在 'myCharArray' 上不需要前导 '&'

@user3629249：查看解决您观察的答案的广泛补充。

【参考方案2】：

你的演员阵容有问题。

atoi 接受 const char* 作为输入。

您正在传递一个 char，因此它隐式地将 char 转换为一个点，这是一件坏事。

根据 user3121023 的建议，将 height_in_inches 更改为字符串。

char height_in_inches[20];

并使用 %s 读取

scanf("%s", height_in_inches);

【讨论】：

@Ducoodi 想避免使用gets()，但你建议使用scanf() 和%s？至少使用%19s 以防止潜在的缓冲区溢出。

提供可编译的代码是明智的。 char [20] height_in_inches; 不适用于大多数 C 编译器（当然应该是 char height_in_inches[20];）。

通常的约定是指定完整的缓冲区大小，但标准 I/O 库早于该约定的广泛使用，它选择了可以存储的字符串长度。在char buffer[20]; 数组中，您可以存储最多19 个字符加上空终止字节的字符串。 strlen() 也不计算空终止字节。这是一个轻微的不一致，旨在使初学者的生活更加困难。嗯，不是真的。它只是 30 多年发展的遗产（除非您认为该设计是在 70 年代后期制作并在 80 年代后期冻结的）。

对不起我的错 char[] 是在 C# 而不是 C.

@Jonathan Leffler Minor 不同意字符串 20 与 19 理性。 "%19s" 中的数字 19 表示要扫描的最大（非空白）字符 - 它是扫描宽度。这与"%3d"、"%7f" 和所有限制扫描宽度的说明符一致。 width 参数并不代表存储对象所需的空间。只是对于字符串，所需的大小是宽度 + 1。OTOH，如果原始 scanf() 提供更简单的动态字符串大小限制，那就太好了。