运行个 C 程序后未定义的计算机行为

Question

我开门见山了，因为我无法解释我要描述的情况。我需要你的关注！

昨天我用C写了一个程序，程序输入一个字符串，如果这个字符串是"PKPKKKPPPKKKP"这种形式，即只包含'P'和'K' 字符它会打印 YES 或 NO。 YES 如果单个 'P' 字符与 'K' 字符匹配。就像我们处理括号字符问题 '(', ')' 一样，只是我不得不使用 'P' 而不是 ')'，而不是 '('，'K'.

在此处的一点帮助下，我设法完成了该程序，并且运行ning 正确。我不认为复制代码会对任何人有帮助，但我会解释它是如何工作的。

程序说明：该程序以一个字符串（字符串可以达到 500 长度）作为输入，如果该字符串仅包含 'P' 和 'K' 字符，则打印 YES 或 NO ，正如我上面所描述的，否则它会拒绝它。然后它逐个字符读取输入，当它找到 'P' 时将其压入堆栈，否则弹出。（我用链表实现了堆栈，所以用户可以给出他想要的任意大的字符串（或者我这么认为......））。在用户键入字符串之前，符号 'A' 位于堆栈中。所以输入是由程序逐个字符分析的，如果它找到一个 'P' 它被推入堆栈，否则弹出堆栈。如果最后的堆栈顶部是 'A' 字符，则程序打印 YES，否则打印 NO。

问题描述: 所以我今天和我的一个朋友一起表演这个节目。一切都很好。直到我将一个非常大的字符串作为输入传递，例如 300'P's 和 300'K's（记住我的字符串是一个 char string[500]）。它打印是。然后我输入了一个像 800'P's+800'K's 这样的字符串。它没有运行正确。这就是问题所在，在那次事件之后，无论我输入一个字符串，一个普通的字符串 "PKPKPK"，它都会打印出数百万个奇怪的符号（ x └ X ╨ x └ X ╨ x ）。我没有碰代码，我发誓！我又编译了一遍，运行，还是一样！我的电脑好像出了点问题 (Windows 10)。问题继续到另一个程序......我试图制作一个简单的程序来运行用链表实现的堆栈。我推了字符 'a' 并打印出来。它打印'á'。我推了'b'。它打印 'h'。我推了'd'。它打印 'L'.

显然我不应该输入这么大的字符串，因为它的长度限制是500。但问题仍然存在！我不能再用链表编写程序了。我很绝望！

代码：

#include "stdio.h"
#define FIRST_SYMBOL_IN_STACK 'A'
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define STR_LENGTH 50
#define YES "YES"
#define NO "NO"
#define PLA 'P'
#define KAL 'K'

typedef struct node {
    char simvolo_eisodou;
    struct node *next;
} node; 

node *top = NULL; // the top of the stack

void push(char simvolo_eisodou); //stack function
int isStackEmpty(); //stack function
void pop(); //stack function
void printStack(); //print the current stack elements
int isInputValid(char *string); 
void printWelcome();

int main() {
    char input_string[STR_LENGTH], apantisi = 'G';  //O xristis mporei na dwsei input_string mikous ews 500 xaraktires
    push(FIRST_SYMBOL_IN_STACK);
    int i = 0;
    scanf("%s", input_string);

    if (isInputValid(input_string)) {
        while (input_string[i] != '[=11=]') {
            if (input_string[i] == PLA) {
                push(PLA);
                printStack();
            } else {
                pop();
                printStack();;
            }
            i++;
        }
    } else {
        printf("Den anagnwristike to %s, input_string=(P|K)*\n");
        _exit(-1);
    }

    if (top->simvolo_eisodou == FIRST_SYMBOL_IN_STACK) {
        printf("%s\n", YES);
    } else {
        printf("%s\n", NO);
    }

    return 0;
}

void push(char simvolo_eisodou) {
    node *newNode = (node*)malloc(sizeof(node));
    newNode->simvolo_eisodou = simvolo_eisodou;
    newNode->next = top;
    top = newNode;
    free(newNode);
}

int isStackEmpty() { //Thewrw oti i stoiva einai adeia otan i korifi einai to arhiko simvolo
    if (top->simvolo_eisodou == FIRST_SYMBOL_IN_STACK) {
        return TRUE;
    }
    return FALSE;
}

void pop( ){
    if (isStackEmpty()) {
        printf("KENO\n");
        printf("%s\n", NO);
        _exit(-1);
    }
    node *temp = top;
    top = top->next;
    free(temp);
}

void printStack() {
    node *current = top;
    while (current != NULL) {
        printf("%c ", current->simvolo_eisodou);
        current = current->next;
    }
    free(current);
    printf("\n");
}

int isInputValid(char *string) {
    int i = 0;
    while (*(string + i) != '[=11=]') {
        if (!(*(string + i) == 'P' || *(string + i) == 'K')) {
            return 0;
        }
        ++i;
    }
    return 1;
}

void printWelcome() {
    printf("\n====================================================================\n");
    printf("Welcome\n");
    printf("====================================================================\n");
    printf("\n\n\n Plz type input_string=(P|K)*\n");
}

Answer 1

您的代码开头为：

#define STR_LENGTH 50

// ...  in main
char input_string[STR_LENGTH];
scanf("%s", input_string);

在您的问题中，您谈到了长度为 500 的缓冲区。但是你的代码中没有这个buffer，长度是50.

如果您输入 50 个或更多字符，则会导致 undefined behaviour。这意味着 任何事情都可能发生。您无法控制在这种情况下发生的事情，您不应期望任何特定行为。

唯一解决问题的方法是停止缓冲区溢出。您必须更改代码以防止溢出。

你的程序描述是它应该支持最多 500 个字符的字符串。实现这一目标的一种方法是：

char input_string[501];   // +1 for terminator
scanf("%500s", input_string);   // IMPORTANT: 500 limiter

如果你想在他们输入过多时报告错误，而不是忽略它，你可以这样写：

if ( !isspace(getchar()) )    // requires #include <ctype.h>
{
    fprintf(stderr, "Too many characters entered - aborting program");
    exit(EXIT_FAILURE);
}

例如。

如果你真的想支持任意长度的输入，那么你需要切换到更复杂的内存策略（例如，链表，或随着输入的增长重新分配缓冲区）。

关于您的代码的其他注释：

您使用了 #include <stdlib.h> 中的函数，所以您必须有那一行
printf("Den anagnwristike to %s, input_string=(P|K)*\n") 有一个 %s 但没有对应的参数，这也会导致未定义的行为
使用exit(EXIT_FAILURE)代替_exit(-1);

注意。可能还有其他问题，我没有检查你的整个程序。

Answer 2

您的代码存在未定义行为 (UB)。使用 UB 的运行代码的结果是不可预测的。它有时似乎有效，但不能保证每次都会出现相同的结果。

您的 UB 的至少一个来源是此代码：

top=newNode;
free(newNode);

一旦 newNode 被释放，top 指针将变得无效，对该指针的任何取消引用都将导致 UB。

运行个 C 程序后未定义的计算机行为

Undefined computer behavior after running a C program

c

stack-overflow

stack

linked-list

buffer-overflow

运行 个 C 程序后未定义的计算机行为

Undefined computer behavior after running a C program

c

stack-overflow

stack

linked-list

buffer-overflow

运行个 C 程序后未定义的计算机行为