Тем, кто учится программировать и решил написать вопрос на Stack Overflow: "Почему код не работает?"

28 Июн 2022

Автор: Андрей Карпов

На сайте Stack Overflow много вопросов от людей, ещё только изучающих языки программирования. Лайфхак: ответы на многие эти вопросы можно получить сразу, запустив анализатор кода. Получится быстрее.

Эту заметку меня побудила написать дискуссия "Segmentation fault when converting char * to char **" на сайте Stack Overflow. Человек, изучающий программирование, интересуется, что не так с его кодом.

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>

char **get_words(char *buffer, char delimiter)
{
    printf("buffer = %s\n", buffer);
    char **words = malloc(sizeof(char *) * 100);
    if (words == NULL) {
        printf("Malloc Error\n");
        exit(84);
    }
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        words[i] = malloc(sizeof(char) * 100);
        if (words[i] == NULL) {
            printf("Malloc Error\n");
            exit(84);
        }
    }
    int word_count = 0;
    int l = 0;
    for (int i = 0; buffer[i] != '\0' && buffer[i]  != '\n'; i++, l++) {
        if (buffer[i] == delimiter) {
            words[word_count][l] = '\0';
            word_count++;
            l = -1;
        }
        else
            words[word_count][l] = buffer[i];
    }
    words[word_count][l] = '\0';
    return (words);
}

int main()
{
    char *buffer = malloc(sizeof(char) * 100);
    buffer = "hello world !\n";
    char **words = get_words(buffer, ' ');
    printf("words[0]= %s\n", words[0]);
    free (buffer);
    char **reply = get_words("Second call\n", ' ');
    printf("reply[0] = %s\n", reply[0]);
}

Таких вопросов достаточно на Stack Overflow. И часто на них отвечают медленно и неохотно. Это обоснованно. Согласитесь, не хочется изучать достаточно большой текст программы только ради того, чтобы найти какую-то скучную ошибку. Эти ошибки, как правило, связаны с ещё недостаточным знанием языка, и ответ, скорее всего, сведётся к совету прочитать определённый раздел книги или документации.

Это не снобизм со стороны более опытных разработчиков. Им просто не очень интересно тратить время на то, чтобы разбираться, что не так с лабораторными работами.

Вернёмся к вопросу на Stack Overflow, про который я говорил выше. Вопрос висел уже пару дней, а ответа всё нет. Как человеку продвинуться дальше?

Одним из помощников в обучении программированию может стать статический анализатор. Это программа, которая выполняет code review и сообщает о подозрительных участках кода. Статические анализаторы не заменяют практику обзора кода, выполняемого коллегой, но хорошо дополняют его и позволяют находить многие ошибки на самом раннем этапе.

Запустим online-версию анализатора PVS-Studio для приведённого в вопросе кода. Первым интересным и важным предупреждением является сообщение: V1031 The 'malloc' function is not declared. Passing data to or from this function can be affected.

Без объявления функции malloc программа уже работает непонятным образом. В языке Си считается, что если функция не объявлена, то она возвращает int. А на самом деле это указатель. Чем это опасно, рассказано в заметке "Красивая 64-битная ошибка на языке Си". Исправим эту проблему, добавив #include <stdlib.h>.

Теперь вывод анализатора изменится, и мы видим следующую серьёзную проблему: 43:1: note: V773 The 'buffer' pointer was assigned values twice without releasing the memory. A memory leak is possible.

Ошибка здесь:

char *buffer = malloc(sizeof(char) * 100);
buffer = "hello world !\n";
....
free (buffer);

Значение указателя перетирается. Чтобы скопировать строку в буфер, нужно использовать специальные функции, например strcpy. Внесём исправления.

Исправленный код:

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

char **get_words(char *buffer, char delimiter)
{
    printf("buffer = %s\n", buffer);
    char **words = malloc(sizeof(char *) * 100);
    if (words == NULL) {
        printf("Malloc Error\n");
        exit(84);
    }
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        words[i] = malloc(sizeof(char) * 100);
        if (words[i] == NULL) {
            printf("Malloc Error\n");
            exit(84);
        }
    }
    int word_count = 0;
    int l = 0;
    for (int i = 0; buffer[i] != '\0' && buffer[i]  != '\n'; i++, l++) {
        if (buffer[i] == delimiter) {
            words[word_count][l] = '\0';
            word_count++;
            l = -1;
        }
        else
            words[word_count][l] = buffer[i];
    }
    words[word_count][l] = '\0';
    return (words);
}

int main()
{
    char *buffer = malloc(sizeof(char) * 100);
    if (buffer == NULL)
        exit(84);
    strcpy(buffer, "hello world !\n");
    char **words = get_words(buffer, ' ');
    printf("words[0]= %s\n", words[0]);
    free (buffer);
    char **reply = get_words("Second call\n", ' ');
    printf("reply[0] = %s\n", reply[0]);
}

Этот код ещё нельзя назвать красивым и безопасным, но он работает. Так что такой способ поиска ошибок вполне может помочь в процессе обучения.

Дополнительные ссылки: