C、C++语言容易出错的几个地方

1. sizeof()和strlen()函数

sizeof常见标准用法(1)、(2)、(3) [摘自C++ Reference]：

//(1)
char buff[6];
strncpy(buff, argv[1], sizeof(buff));

//(2)
int array[] = { 3, 1, 4, 1, 5, 9 };
unsigned int array_size = sizeof(array) / sizeof(array[0]);

//(3)
typedef struct data_type {
       int age;
       char name[20];
} data;

data *bob;
bob = (data*) malloc( sizeof(data) );
if( bob != NULL ) {
       bob->age = 22;
       strcpy( bob->name, "Robert" );
       printf( "%s is %d years old\n", bob->name, bob->age );
}
free( bob );

可见，sizeof主要用于求某种数据（例如int，数组，字符串，指针，结构体…）的size，例如：

char str[]="hello";

char *p1=str;

此时，用sizeof(str)得到的是6，因为hell0是5个字符，系统储存的时候会在hello的末尾加上结束标识\0，一共为6个字符；

而sizeof(p1)得到的却是4，它求得的是指针变量p1的长度，在32位机器上，一个地址都是32位，即4个字节。

用sizeof(*p1)得到的是1，因为*p1定义为char，相当于一个字符，所以只占一个字节。

用strlen(str)，得到的会是5，因为strlen求得的长度不包括最后的\0。

用strlen(p1)，得到的是5，与strlen(str)等价。

上面的是sizeof和strlen的区别，也是指针字符串和数组字符串的区别。

编程时这种错误非常隐秘，见下面的一个例子。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main( )
{
    char *src="hello world";
    char *dest=NULL;
    int len=strlen(src);//这里很容易出错，写成sizeof(src)就是求指针的长度，即4
    dest=(char *)malloc(len+1);//这里很容易出错，写成len
    char *d=dest;
    char *s=&src[len-1]; //这里很容易出错，写成len
    while(len--!=0)
        *d++=*s--;
    *d='\0'; //这句很容易漏写
    printf("%s\n", dest);
    free(dest); //这句很容易漏写
    return 0;
}

注意，我上面这个C语言程序是在Linux平台下gcc编译的，Windows平台下的VC6不支持即用即声明的形式，必须先定义后使用。用VC6编译可以改成下面的形式：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main( )
{
    char *src, *dest, *d, *s;
    int len;
    src="hello world";
    dest=NULL;
    len=strlen(src);
    dest=(char *)malloc(len+1);
    d=dest;
    s=&src[len-1];
    while(len--!=0)
        *d++=*s--;
    *d='\0';
    printf("%s\n", dest);
    free(dest);
    return 0;
}

首先说明一下malloc函数和free函数的使用

#include <stdlib.h>

void *malloc( unsigned int size );

它的功能是在内存的动态存储区分配一个长度为size字节的连续空间。函数返回的是一个指向分配域其实地址的指针，这个指针的类型是void类型。如果函数未能执行成功则返回一个空指针NULL，使用这个函数必须包含头文件stdio.h。

void类型的指针，指向一个类型未定的变量，也就是说它可以指向char类型变量，也可以指向int类型或其它类型。因此在将它的值赋值给另外一个指针时要进行强制类型转换，例如：

char *p1="123456";

void *p2="abcdef";

p1=(char *)p2;//两者类型必须相同，也可以p2=(void *)p1;

malloc函数必须和free函数成对出现，使用完了free(dest);

2. 数组中易错的地方

分析下面这段小程序：

#include<stdio.h>

void main()

{

int a[5]={1,2,3,4,5};

int *ptr=(int *)(&a+1);

printf("%d, %d\n", *(a+1), *(ptr-1));

}

以及下面这个程序：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
static void show_str_pointer(const char **ppstr)
{
    printf("%s\n", *ppstr);
}
int main()
{
    char array[4] = "abc";
    char *pointer = "abc";
    show_str_pointer(&pointer);
    show_str_pointer(&array);
    return 0;
}

执行结果为：

abc

7�

&array与array的语义相同。在这里指针与数组是不能互换的。&pointer为指针的地址，与show_str_pointer参数char **ppstr指向指针的指针的变量类型相同。而&array仍然为数组地址，与参数char **ppstr的类型不符。

3. 数组的最大长度问题

int n[1000000];这样肯定是不行的，因为这样定义的数组用的是栈内存，系统默认值为最大1Mb，一个int型占4字节这样最大可以申请1024*1024/4=264144个，如果考虑到系统自身的占用最大值约为25000个。

int *p=(int *)malloc(1000000*sizeof(int));，这样用的是堆内存，只要你内存有那么多的连续空间就可以。例子如下：

#include<stdio.h>
#include<malloc.h>

int main()
{
    int *p=(int *)malloc(1000000*sizeof(int));
    //int p[1000000];
    int i=0;
    for(;i<1000000;i++)
        printf("%d\n",p[i]=i);
                free(p);
    return 0;
}

如果非要用数组的话，一般这样写，不能再大了：

#define MAXSIZE 250000

int a[MAXSIZE];

2. fscanf和fprintf函数

将文件中的数据读出来存入指定的指针位置，例如fscanf (fp,"%d", &a[i]);

将数据存入文件中可以用fprintf函数，但是对于二进制文件，写成fprintf(fp, "%d", a[i]);就不对，因为存入的是%d格式是十进制的，所以此时不要用fprintf，换成fwrite即可。

有关二进制文件的读写参加下面一个程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define DATASIZE 250000

int main(int argc, char ** argv)
{
      const char * file_name = "out.dat";
      FILE * fp = fopen(file_name, "wb");//必须放在其他变量的定义之前
      int i, a, b[DATASIZE];
      srand( time(NULL) );
      for(i=0; i<DATASIZE; i++)
      {
          a=rand()%100;
          fwrite(&a, sizeof(int), 1, fp);
      }
      fclose(fp);

      fp = fopen(file_name, "rb");
      fread(&b, sizeof(int), DATASIZE, fp);
      
      for(i=0; i<200; i++)
          printf("%d  ", b[i]);
      printf("\n");

      return 0;
}

程序说明：随机生成25万个0~100的整数以二进制的形式存入文件out.dat中，然后再读取文件out.dat中的整数挨个赋值给数组b[DATASIZE]，最后打印出该数组的前200个数。

3. 递归栈空间溢出

我们知道快速排序通常是用递归算法写的，虽然说号称是速度最快的（其实也不是最快的），但是我排20万个整数它就受不鸟了（貌似系统给栈空间分配的大小为2M或者8M，快速排序最坏情况下，递归深度为n，所需要的栈空间为O(n)，一个整数4位32个字节，100W*32那就有30多M了，栈空间必定溢出），排18万个整数的时候近似时间复杂度约为1.4亿，运行了0.497秒，而VC6自带库函数里面的那个qsort()要慢很多，用了1.942秒，堆排序只用了0.032秒（太给力了！），还有就是哥那个优化过的希尔排序，用了8.518秒，复杂度约为16亿，伤不起啊！

我把快速排序稍微改进一下，用首中尾三者取中作为基准的办法，速度肯定是提高了不少，但是可排序的元素个数锐减到了3万个，4万个元素都可能导致递归栈空间溢出，5万个元素想都别想了，所以呀这个快速排序的极限是排3万个元素。而当我用3万个元素去测试的时候，快排用了0.169秒，堆排序用了0.006秒，快慢一眼明了。

当待排序的数据量比较大时，你就别想用什么冒泡排序、直接选择排序、直接插入排序等，效率太低了！最好是用堆排序。

补充一点：

递归算法的实现过程：是通过栈实现的，例如下面一个求阶乘的算法：

int Fac(n)

int n;

{

if( n==1 ) return 1;

else return n*Fac(n-1);

}

系统最初是不会去计算的，它会在内存中开辟一个栈空间，假如说n=3，那么首先3*Fac(2)入栈，占据栈底的位置，然后2*Fac(1)入栈，此时Fac(1)就不再递归了，所以没有元素再入栈了，Fac(1)返回值1，然后2*Fac(1)、3*Fac(2)依次出栈，最终出栈的是数字6，这就是3的阶乘。

由此可见，递归的函数越复杂，数据量越大，变量越多，那么占用的栈空间就越大，因为栈的每一层都要保存这些，其实很多的重复的，但是依然保存了，只有到该层出栈的时候才释放。编译器就是这样的，没有太多的优化，内存开销相当的大，所以——少用递归，慎用递归！

posted @ 2012-03-11 11:45 Zollty 阅读(849) 评论(0) 编辑收藏举报

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