какими знаками заканчивается большинство строк кода в си
Немного о строках в Си, или несколько вариантов оптимизировать неоптимизируемое
Не так давно у со мной произошел довольно-таки интересный инцидент, в котором был замешан один из преподавателей одного колледжа информатики.
Разговор о программировании под Linux медленно перешел к тому, что этот человек стал утверждать, что сложность системного программирования на самом деле сильно преувеличена. Что язык Си прост как спичка, собственно как и ядро Linux (с его слов).
У меня был с собой ноутбук с Linux, на котором присутствовал джентльменский набор утилит для разработки на языке Си (gcc, vim, make, valgrind, gdb). Я уже не помню, какую цель мы тогда перед собой поставили, но через пару минут мой оппонент оказался за этим ноутбуком, полностью готовый решать задачу.
И буквально на первых же строках он допустил серьезную ошибку при аллоцировании памяти под… строку.
buffer — стековая переменная, в которую заносились данные с клавиатуры.
Я думаю, определенно найдутся люди, которые спросят: «Разве что-то тут может быть не так?».
Поверьте, может.
А что именно — читайте по катом.
Немного теории — своеобразный ЛикБез.
Если знаете — листайте до следующего хэдера.
Строка в C — это массив символов, который по-хорошему всегда должен заканчиваться ‘\0’ — символом конца строки. Строки на стеке (статичные) объявляются вот так:
n — размер массива символов, то же, что и длина строки.
Присваивание < 0 >— «зануление» строки (опционально, объявлять можно и без него). Результат такой же, как у выполнения функций memset(str, 0, sizeof(str)) и bzero(str, sizeof(str)). Используется, чтобы в неинициализированных переменных не валялся мусор.
Так же на стеке можно сразу проинициализировать строку:
Помимо этого строку можно объявить указателем и выделить под нее память на куче (heap):
size — количество байт, которые мы выделяем под строку. Такие строки называются динамическими (вследствие того, что нужный размер вычисляется динамически + выделенный размер памяти можно в любой момент увеличить с помощью функции realloc() ).
В случае со стековой переменной, для определения размера массива я использовал обозначение n, в случае с переменной на куче — я использовал обозначение size. И это прекрасно отражает истинную суть отличия объявления на стеке от объявление с аллоцированием памяти на куче, ведь n как правило используется тогда, когда говорят о количестве элементов. А size — это уже совсем другая история…
Думаю. пока хватит. Идем дальше.
Нам поможет valgrind
В своей предыдущей статье я также упоминал о нем. Valgrind (раз — вики-статья, два — небольшой how-to) — очень полезная программа, которая помогает программисту отслеживать утечки памяти и ошибки контекста — как раз те вещи, которые чаще всего всплывают при работе со строками.
Давайте рассмотрим небольшой листинг, в котором реализовано что-то похожее на упомянутую мной программу, и прогоним ее через valgrind:
И, собственно, результат работы программы:
Пока ничего необычного. А теперь давайте запустим эту программу с valgrind!
==3892== All heap blocks were freed — no leaks are possible — утечек нет, и это радует. Но стоит опустить глаза чуть пониже (хотя, хочу заметить, это лишь итог, основная информация немного в другом месте):
==3892== ERROR SUMMARY: 3 errors from 2 contexts (suppressed: 0 from 0)
3 ошибки. В 2х контекстах. В такой простой программе. Как!?
Да очень просто. Весь «прикол» в том, что функция strlen не учитывает символ конца строки — ‘\0’. Даже если его явно указать во входящей строке (#define HELLO_STRING «Hello, Habr!\n\0»), он будет проигнорирован.
Чуть выше результата исполнения программы, строки -> Hello, Habr! есть подробный отчет, что и где не понравилось нашему драгоценному valgrind. Предлагаю самостоятельно посмотреть эти строчки и сделать выводы.
Собственно, правильная версия программы будет выглядеть так:
Пропускаем через valgrind:
Отлично. Ошибок нет, +1 байт выделяемой памяти помог решить проблему.
Что интересно, в большинстве случаев и первая и вторая программа будут работать одинаково, но если память, выделенная под строку, в которую не влез символ окончания, не была занулена, то функция printf(), при выводе такой строки, выведет и весь мусор после этой строки — будет выведено все, пока на пути printf() не встанет символ окончания строки.
Однако, знаете, (strlen(str) + 1) — такое себе решение. Перед нами встают 2 проблемы:
snprintf()
Функция имеет одну интересную особенность — она в любом случае возвращает размер формируемой строки (без учета символа конца строки). Если строка пустая, то возвращается 0.
Одна из описанных мною проблем использования strlen связана с функциями sprintf() и snprintf(). Предположим, что нам надо что-то записать в строку str. Конечная строка содержит значения других переменных. Наша запись должна быть примерно такой:
Встает вопрос: как определить, сколько памяти надо выделить под строку str?
— не прокатит. Прототип функции strlen() выглядит так:
const char *s не подразумевает, что передаваемая в s строка может быть строкой формата с переменным количеством аргументов.
Тут нам поможет то полезное свойство функции snprintf(), о котором я говорил выше. Давайте посмотрим на код следующей программы:
Запускаем программу в valgrind:
Отлично. Поддержка аргументов у нас есть. Благодаря тому, что мы в качестве второго аргумента в функцию snprintf() передаем ноль, запись по нулевому указателю никогда не приведет к Seagfault. Однако, несмотря на это функция все равно вернет необходимый под строку размер.
Но с другой стороны, нам пришлось завести дополнительную переменную, да и конструкция
выглядит еще хуже, чем в случае с strlen().
Вообще, + sizeof(‘\0’) можно убрать, если в конце строки формата явно указать ‘\0’ (size_t needed_mem = snprintf(NULL, 0, «Hello, %s!\n\0», «Habr»);), но это возможно отнюдь не всегда (в зависимости от механизма обработки строк мы можем выделить лишний байт).
Надо что-то сделать. Я немного подумал и решил, что сейчас настал час воззвать к мудрости древних. Опишем макрофункцию, которая будет вызывать snprintf() с нулевым указателем в качестве первого аргумента, и нулем, в качестве второго. Да и про конец строки не забудем!
Да, возможно, для кого-то будет новостью, но макросы в си поддерживают переменное количество аргументов, и троеточие говорит препроцессору о том, что указанному аргументу макрофункции (в нашем случае это args) соответствует несколько реальных аргументов.
Проверим наше решение на практике:
Запускаем с valgrund:
Да, ошибок нет. Все корректно. И valgrind доволен, и программист наконец может пойти поспать.
Но, напоследок, скажу еще кое-что. В случае, если нам надо выделить память под какую-либо строку (даже с аргументами) есть уже полностью рабочее готовое решение.
Речь идет о функции asprintf:
В качестве первого аргумента она принимает указатель на строку (**strp) и аллоцирует память по разыменованному указателю.
Наша программа, написанная с использованием asprintf() будет выглядеть так:
И, собственно, в valgrind:
Все отлично, но, как видите, памяти всего было выделено больше, да и alloc’ов теперь три, а не два. На слабых встраиваемых системах использование это функции нежелательно.
К тому же, если мы напишем в консоли man asprintf, то увидим:
Отсюда ясно, что данная функция доступна только в исходниках GNU.
Заключение
В заключение я хочу сказать, что работа со строками в C — это очень сложная тема, которая имеет ряд нюансов. Например, для написания «безопасного» кода при динамическом выделении памяти рекомендуется все же использовать функцию calloc() вместо malloc() — calloc забивает выделяемую память нулями. Ну или после выделения памяти использовать функцию memset(). Иначе мусор, который изначально лежал на выделяемом участке памяти, может вызвать вопросы при дебаге, а иногда и при работе со строкой.
Больше половины моих знакомых си-программистов (большинство из них — начинающие), решивших по моей просьбе задачу с выделением памяти под строки, сделали это так, что в конечном итоге это привело к ошибкам контекста. В одном случае — даже к утечке памяти (ну, забыл человек сделать free(str), с кем не бывает). Собственно говоря, это и сподвигло меня на создание сего творения, которое вы только что прочитали.
Я надеюсь, кому-то эта статья будет полезной. К чему я это все городил — никакой язык не бывает прост. Везде есть свои тонкости. И чем больше тонкостей языка вы знаете, тем лучше ваш код.
Я верю, что после прочтения этой статьи ваш код станет чуточку лучше 🙂
Удачи, Хабр!
Тест по дисциплине «Основы алгоритмизации и программирования»
1. Какому зарезервированному слову программа передаёт управление в случае, если значение переменной или выражения оператора switch не совпадает ни с одним константным выражением?
2. Какой оператор не допускает перехода от одного константного выражения к другому?
4. Укажите правильное определение функции main в соответствии со спецификацией стандарта ANSI
5. Какую функцию должны содержать все программы на С++?
6. До каких пор будут выполняться операторы в теле цикла while (x
Пока х меньше или равен 100
Пока х строго меньше 100
7. Какое значение, по умолчанию, возвращает программа операционной системе в случае успешного завершения?
Программа не возвращает значение.
8. Структура объявления переменных в С++
9. Программа, переводящая входную программу на исходном языке в эквивалентную ей выходную программу на результирующем языке, называется:
10. Название С++ предложил
11. Каков результат работы следующего франмента кода?
case 2: cout Привет мир «;
12. Какое значение будет напечатано?
int main(int argc, char** argv)
13. Оператор вывода cout может печатать несколько значений или переменных в одной команде, используя следующий синтаксис:
cout Привет «, name, «n»;
cout Привет » + name + «n»;
14. Какое значение будет напечатано, в результате выполнения программы?
ничего не напечатается, программа вообще не будет работать
15. Тело оператора выбора if, будет выполняться. если его условие:
16. Укажите блок кода, в котором переменная y доступна.
int main(int argc, char** argv)
17. Что появится на экране, после выполнения этого фрагмента кода?
вывод на экран не выполнится
результат не может быть заранее определен
19. Какое из следующих значений эквивалентно зарезервированному слову true?
Все варианты ответов
20. Это значение 5.9875e17 может быть сохранено в переменной, типа
21. Вывод данных в C++
22. В каком случае лучше всего использовать приведение типов данных?
во всех выше указанных случаях
чтобы разрешить программе использовать только целые числа
чтобы изменить тип возвращаемого значения функции
при делении двух целых чисел, для того, чтобы вернуть результат с плавающей точкой
23. Какой тип данных имеет переменная ARGV?
24. Что будет напечатано на экране, после выполнения этого кода?
int main(int argc, char** argv)
25. Какая строка содержит зарезервированные слова языка программирования С++?
sizeof, const, typedef, static, voided, enum, struct, union
char, int, float, doubled, short, long, unsigned, signed
if, else, for, while do, switch, continue, break
defaulted, goto, return, extern, private, public, protected
const variable = value;
const type variable := value;
const type variable = value;
2. Укажите объектно-ориентированный язык программирования
Все варианты ответов
int i, N = 40;for(i = 0; i
int i, N = 20;for(i = 0; i
int i, N = 20;for(i = 20; i
int i, N = 20;for(i = 19; i
4. Какие служебные символы используются для обозначения начала и конца блока кода?
5. Чтобы подключить заголовочный файл в программу на С++, например iostream необходимо написать:
#include <>; с iostream.h внутри скобок
#include <> с iostream внутри скобок
6. Какими знаками заканчивается большинство строк кода в Си++?
у цикла нет условия
8. Что будет напечатано?
Ошибка компиляции в строке 10
9. Какой из перечисленных типов данных не является типом данных в С++?
11. Результат выполнения следующего фрагмента кода: 54
нет правильного ответа
12. Какие преобразования типов данных не возможны без потери данных?
все перечисленные преобразования не возможны
13. Укажите операцию, приоритет выполнения которой ниже остальных.
14. Что будет напечатано, после выполнения этого кода: cout
15. Укажите неправильно записанную операцию отношения
все операторы записаны правильно
16. Результат выполнения следующего фрагмента кода: cout
17. В каком случае можно не использовать фигурные скобочки в операторе выбора if?
если в теле оператора if всего один оператор
если в теле оператора if два и более операторов
нет правильного ответа
если в теле оператора if нет ни одного оператора
18. Ввод данных в C++
19. Какое ключевое слово указывает, что целая переменная не может принимать отрицательные значения?
нет такого зарезервированного слова
20. Преобразование целочисленной переменной value в ASCII эквивалент
22. Какое значение будет содержать переменная y?
int main(int argc, char** argv)
int y = sizeof(x) / sizeof(int);
23. Укажите правильный вызов функции, предпологается, что функция была объявлена ранее.
24. Что такое ARGV[0]?
ARGV[0] нигде не используется
первый аргумент, который передается в программу из командной строки
25. Можно ли гарантировать, что объявленная встроенная функция действительно является встроенной?
можно с уверенностью гарантировать, что объявленная вами функция как встроенная, действительно будет встроенной
гарантировать не возможно, в каждом индивидуальном случае бывает по разному
1. Язык программирования C++ разработал
2. Какие среды программирования (IDE) предназначены для разработки программных средств?
MVS, Code::Blocks, QT Creator, AutoCAD, Eclipse
MVS, NetBeans, QT Creator, RAD Studio, Dev-C++
MVS, Code::Blocks, QT Creator, RAD Studio, MathCAD
4. Чему будет равна переменная a, после выполнения этого кода int a; for(a = 0; a
5. Цикл с постусловием?
6. Укажите правильную форму записи цикла do while
// форма записи оператора цикла do while:
do // начало цикла do while
// форма записи оператора цикла do while:
do // начало цикла do while
while (/*условие выполнения цикла*/); // конец цикла do while
// форма записи оператора цикла do while:
do // начало цикла do while
while (/*условие выполнения цикла*/) // конец цикла do while
7. Какой из ниже перечисленных операторов, не является циклом в С++?
8. Общий формат оператора множественного выбора – switch
case constant1, case constant2: statement1; [break;]
case constantN: statementN; [break;]
[default: statement N+l;]
case constant1: statement1; [break;]
case constant2: statement2; [break;]
case constantN: statementN; [break;]
[default: statement N+l;]
case constant1: statement1; [break;]
case constant2: statement2; [break;]
case constantN: statementN; [break;]
9. Цикл с предусловием?
10. Простые типы данных в С++.
целые – bool, вещественные – float или double, символьные – string
целые – int, вещественные – float или double, символьные – char
целые – int, вещественные – float или double, символьные – string
целые – int, вещественные – float или real, символьные – char
11. Укажите операцию, приоритет выполнения которой больше остальных
13. Какое значение будет содержать переменная х?
14. Какой заголовочный файл следует подключить, чтобы можно было пользоваться приведением типов данных?
15. Переменная x может быть доступна в другом блоке программы?
int main(int argc, char** argv)
16. Если условие оператора выбора ложное, то:
выполняется тело оператора выбора
выполняется следующий оператор, сразу после оператора if
программа завершает работу
17. Логическая операция с большим приоритетом выполнения
19. Укажите правильное приведение типа данных!
20. Почему приведение типов данных может быть не безопасно.
нет никаких опасностей
Вы можете навсегда изменить значение переменной
только для ложного условия
только для истинного условия
для истинного и ложного условий
условное выражение if
if условное выражение
if ( условное выражение )
23. Какая из переменных хранит количество аргументов, передаваемых в программу?
24. Для чего используются встроенные функции?
Чтобы уменьшить размер программы
Для увеличения скорости работы программы
Для удаления ненужных функций
Для упрощения файла с исходным кодом
25. Что будет напечатано на экране, после выполнения этого кода?
int foo(int x, int y)
double foo(double x, double y)
int main(int argc, char** argv)
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс профессиональной переподготовки
Математика и информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей
Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик
Номер материала: ДБ-1636687
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Более 600 школ в регионах России закрыто из-за коронавируса
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор планирует вернуть обязательную сдачу ЕГЭ по базовой математике
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор соберет данные о частоте проведения контрольных работ в школах
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор оставил за регионами решение о дополнительных школьных каникулах
Время чтения: 1 минута
Минобрнауки подготовит методику изучения склонности учащихся к агрессии
Время чтения: 2 минуты
Рособрнадзор проведет исследование качества образования в школах
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Функции обработки строк в Cи
В программе строки могут определяться следующим образом:
Кроме того, должно быть предусмотрено выделение памяти для хранения строки.
Под хранение строки выделяются последовательно идущие ячейки оперативной памяти. Таким образом, строка представляет собой массив символов. Для хранения кода каждого символа строки отводится 1 байт.
При определении массива символов необходимо сообщить компилятору требуемый размер памяти.
Компилятор также может самостоятельно определить размер массива символов, если инициализация массива задана при объявлении строковой константой:
В этом случае имена m2 и m3 являются указателями на первые элементы массивов:
При объявлении массива символов и инициализации его строковой константой можно явно указать размер массива, но указанный размер массива должен быть больше, чем размер инициализирующей строковой константы:
В этом случае объявление массива переменной m4 может быть присвоен адрес массива:
Для указателя можно использовать операцию увеличения (перемещения на следующий символ):
Массивы символьных строк
В этом случае poet является массивом, состоящим из четырех указателей на символьные строки. Каждая строка символов представляет собой символьный массив, поэтому имеется четыре указателя на массивы. Указатель poet[0] ссылается на первую строку:
*poet[0] эквивалентно ‘П’,
*poet[l] эквивалентно ‘-‘.
Инициализация выполняется по правилам, определенным для массивов.
Тексты в кавычках эквивалентны инициализации каждой строки в массиве. Запятая разделяет соседние
последовательности.
Кроме того, можно явно задавать размер строк символов, используя описание, подобное такому:
Разница заключается в том, что такая форма задает «прямоугольный» массив, в котором все строки имеют одинаковую длину.
Свободный массив
Операции со строками
Большинство операций языка Си, имеющих дело со строками, работает с указателями. Для размещения в оперативной памяти строки символов необходимо:
Для выделения памяти под хранение строки могут использоваться функции динамического выделения памяти. При этом необходимо учитывать требуемый размер строки:
Функции ввода строк
Для ввода строки, включая пробелы, используется функция
В качестве аргумента функции передается указатель на строку, в которую осуществляется ввод. Функция просит пользователя ввести строку, которую она помещает в массив, пока пользователь не нажмет Enter.
Функции вывода строк
Для вывода строк можно воспользоваться рассмотренной ранее функцией
или в сокращенном формате
Для вывода строк также может использоваться функция
которая печатает строку s и переводит курсор на новую строку (в отличие от printf() ). Функция puts() также может использоваться для вывода строковых констант, заключенных в кавычки.
Функция ввода символов
Для ввода символов может использоваться функция
которая возвращает значение символа, введенного с клавиатуры. Указанная функция использовалась в рассмотренных ранее примерах для задержки окна консоли после выполнения программы до нажатия клавиши.
Функция вывода символов
Для вывода символов может использоваться функция
которая возвращает значение выводимого символа и выводит на экран символ, переданный в качестве аргумента.
Пример Посчитать количество введенных символов во введенной строке.
Результат выполнения 
Основные функции стандартной библиотеки string.h
Основные функции стандартной библиотеки string.h приведены в таблице.
Пример использования функций
Результат выполнения 