操纵数组会导致分段故障？

Question

我正在编写一个C应用程序，它涉及将一个文本文件(以名为VSM的格式，因此下面的名称)解析为一个树结构。格式设计器称它为标记树。每个节点都有一些键值对(或属性)和子节点。

以下是有关的结构和功能：

vsm.h：

struct vsm_node {
    int                   numchildren;
    struct vsm_attribute *attrs   [36];
    struct vsm_node      *children[8];
};

void vsm_addchild(struct vsm_node *node, struct vsm_node *child);

vsm.c：

#include "vsm.h"

void vsm_addchild(struct vsm_node *node, struct vsm_node *child)
{
    node->children[node->numchildren] = child;
    ++(node->numchildren);
}

为什么当我调用vsm_addchild时，它会产生分段故障？

对不起，如果这是一个愚蠢的问题，但我真的很烂的普通C，特别是如果它涉及指针和内存管理。

编辑以包含进行调用的代码：

#include <stdio.h>
#include "vsm.h"

void vsm_parse(struct vsm_node *tree, FILE *fp, char *name)
{
    struct vsm_node *this     = tree;

    int ch;
    while ((ch = fgetc(fp)) != 0) {
        ...
        else if (ch == '{') {
            struct vsm_node *node;
            vsm_initnode(node);
            vsm_addchild(this, node);
            this = node;
            ...
        ...

编辑：添加了vsm_initnode函数，但我不知道我是否做得对。

void vsm_initnode(struct vsm_node *node)
{
    node              = malloc(     sizeof(struct vsm_node *));
    node->attrs       = malloc(36 * sizeof(struct vsm_attribute *));
    node->children    = malloc( 8 * sizeof(struct vsm_node *));
    node->numchildren = 0;

    int i;
    for (i = 0; i < 36; ++i)
        node->attrs[i] = NULL; /* unnecessary? */
    for (i = 0; i  < 8; ++i)
        node->children[i] = NULL;
}

void vsm_addchild(struct vsm_node *node, struct vsm_node *child)
{
    node->children[node->numchildren] = child;
    ++(node->numchildren);
}

gdb产出：

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
vsm_addchild (node=0x28, child=0x7541612d <msvcrt!_atodbl_l+2294>) at vsm.c:62
62              node->children[node->numchildren] = child;

Answer 1

您正在错误地初始化节点指针。这意味着您正在传递的node变量无效，并随机地指向内存，几乎可以肯定地指向进程不拥有的内存中，从而导致分段错误。试一试：

// Change (1): new return type, parameter removed
struct vsm_node* vsm_initnode()
{
    struct vsm_node* node;
    node              = malloc(     sizeof(struct vsm_node)); // Change (2)

    // The following lines are unnecessary - change (3)
    //node->attrs       = malloc(36 * sizeof(struct vsm_attribute *));
    // node->children    = malloc( 8 * sizeof(struct vsm_node *));

    node->numchildren = 0;

    int i;
    for (i = 0; i < 36; ++i)
        node->attrs[i] = NULL; // unnecessary but good practice
    for (i = 0; i  < 8; ++i)
        node->children[i] = NULL;

    return node;
}

void vsm_addchild(struct vsm_node *node, struct vsm_node *child)
{
    node->children[node->numchildren] = child;
    ++(node->numchildren);
}

对每个错误的解释：

(1) -最初是将struct vsm_node*作为参数传递给函数。这允许您修改指针引用的任何值。但是，虽然您可以修改指针本身(就像调用malloc那样)，但这些更改没有反映在调用者中。您所有的内存分配和初始化都被浪费了。

(2) - struct vsm_node*类型的指针必须指向足够大的内存，以容纳struct vsm_node。相反，您以前分配了足够的内存来容纳struct vsm_node*，而这个内存还不够大。一个好的经验法则是，malloc调用的右侧应该包含比左侧少一个级别的间接。也就是说，如果要分配给的变量具有T**类型，那么malloc内部的sizeof调用应该引用T*类型，等等，对于任意数量的*字符。

(3)您的结构定义如下：

struct vsm_node {
    int                   numchildren;
    struct vsm_attribute *attrs   [36];
    struct vsm_node      *children[8];
};

这意味着，当您分配一个struct vsm_node对象时，无论是通过使用malloc还是简单地声明一个struct vsm_node类型的变量，它都已经有足够的内存来处理两个指针数组。分配更多内存不仅是不必要的，而且是浪费的。它还可能导致您的程序行为不同，如果您只是使用数组分配额外的内存。

Answer 2

中的节点分配内存。

vsm_initnode(struct vsm_node *node) 

在这里，节点是一个局部变量，当vsm_initnode()完成其执行并返回到其调用模块时，您为节点所做的分配将丢失。某种程度上是悬空指针发出。为了保留分配，您必须使用双指针或返回内存地址。

在下面，您可以同时找到两个实现(双指针和返回内存地址)。

void vsm_parse(struct vsm_node *tree, FILE *fp, char *name)
{
    struct vsm_node *this     = tree;
    int ch;
    while ((ch = fgetc(fp)) != 0) {
        ...
        else if (ch == '{') {
           // Creating a object pointer.
           struct vsm_node *node; 

           /**********************************/
          /* Double Pointer Implementation  */
         /**********************************/
          vsm_initnode_double_pointer(&node); 


          /******************************************/
         /*  Return Memory Address Implementation  */
        /******************************************/
         node=vsm_initnode_return_address(); 

         vsm_addchild(this, node);
         this = node;
        ...
    ...

// Double Pointer Implementation 
void vsm_initnode_double_pointer(struct vsm_node **node)
{
    *node=malloc(sizeof(struct vsm_node *));
    // No need to allocate memory for attrs, children because it has been declared as array. You can directly store the memory location values in it.
    (*node)->numchildren = 0;
    int i;
    for (i = 0; i < 36; ++i)
       (*node)->attrs[i] = NULL;
    for (i = 0; i  < 8; ++i)
       (*node)->children[i] = NULL;
}

// Return Memory Address Implementation
struct vsm_node * vsm_initnode_return_address()
{
    struct vsm_node *temp=malloc(sizeof(struct vsm_node *));
    // No need to allocate memory for attrs, children because it has been declared as array. You can directly store the memory location values in it.
    temp->numchildren = 0;
    int i;
    for (i = 0; i < 36; ++i)
       temp->attrs[i] = NULL; 
    for (i = 0; i  < 8; ++i)
       temp->children[i] = NULL;
return temp
}