char类型越界导致的错误

原创已于 2022-03-07 11:10:26 修改 · 1k 阅读

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于 2022-03-07 11:08:40 首次发布

本文探讨了一程序中关于char类型溢出的难题，通过将char数组改为unsignedchar避免了越界，并修复了凯撒密码解密程序中的错误。作者分享了遇到的问题、解决方案及正确输出的观察。

今天写程序时遇到了有关char和unsighed char的诡异问题，实质是没有检查char类型的越界。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define BUFSIZE 1024
#define THRNUM 25

int main(void)
{
	char **arr;
	char buf[BUFSIZE] = {"abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\n"};
	int read_len = sizeof(buf);

	printf("read_len = %d\n", read_len);

	arr = malloc(sizeof(char *) * THRNUM);
	if (arr == NULL)
	{
		perror("malloc()");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}

	for (int i = 0; i < THRNUM; i++)
	{
		arr[i] = malloc(sizeof(char) * read_len);
		if (arr[i] == NULL)
		{
			perror("malloc()");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		strncpy(arr[i], buf, read_len);
	}

	for (int i = 0; i < THRNUM; i++)
		printf("%s", arr[i]);
	printf("\n");

	for (int i = 0; i < THRNUM; i++)
	{
		for (int j = 0; j < read_len; j++)
		{
			//是大写字母
			if (arr[i][j] >= 'A' && arr[i][j] <= 'Z')
			{
				arr[i][j] += (i + 1);
				if (arr[i][j] > 'Z')
					arr[i][j] -= 26;
			}
			//是小写字母
			if (arr[i][j] >= 'a' && arr[i][j] <= 'z')
			{
				arr[i][j] += (i + 1);   //bug位置
				if (arr[i][j] > 'z')
					arr[i][j] -= 26;
			}
		}
	}
	for (int i = 0; i < THRNUM; i++)
		printf("%s", arr[i]);

	for (int i = 0; i < THRNUM; i++)
		free(arr[i]);

	free(arr);

	exit(EXIT_SUCCESS);
}

这是一段很简单的程序：
是在写凯撒密码的解密程序时需要将buf这个数组中的每一个大小写字母+1，+2，+3，…+25保存到arr这个二维数组中。根据printf打印arr数组的结果可以看出开始几行没有出错，后面几行都会有出错：
在这里插入图片描述

出错原因在第52行，arr[i][j]为char类型，第一次出错时arr[i][j]为字符’z’(ascii码十进制表示为122),i+1为6，那么arr[i][j] += i+1的结果为122+6 = 128，超过了char类型的最大值，然后溢出使arr[i][j] = -128,导致第53行判断出错。

解决方案：
初期想到的方案是将arr数组改为unsigned char **arr,这样就不会产生越界了。
正确的输出结果：
在这里插入图片描述