一、数组和字符串处理错误

数组和字符串处理错误是C/C++程序中最多的一类缺陷类型。这也可以看作是我们为拥有高效地底层内存操作能力而付出的代价。

[#1] Wolfenstein 3D项目 -"只有部分对象被clear了"

void CG_RegisterItemVisuals( int itemNum ) {
    …
    itemInfo_t *itemInfo;
    …
    memset( itemInfo, 0, sizeof( &itemInfo ) );
    …
}

这里的Bug出现在memset那一行。代码的真实意图是clear iteminfo这块内存，但调用memset时，第三个参数传入的却是sizeof(&iteminfo)，要知道 sizeof(&itemInfo) != sizeof(itemInfo_t)，前者只是一个指针的大小罢了。正确的写法是：

memset(itemInfo, 0, sizeof(itemInfo_t)); 或memset(itemInfo, 0, sizeof(*itemInfo));

[#2] Wolfenstein 3D项目 -"只有部分Matrix被clear了"

ID_INLINE mat3_t::mat3_t( float src[ 3 ][ 3 ] ) {
    memcpy( mat, src, sizeof( src ) );
}

这里的Bug出现在memcpy一行。程序的原意是将clear src[3][3]这个二维数组。但这里有个坑：那就是作为函数形式参数的数组名已经退化为指针了，对其sizeof只能得到一个指针的长度，因此这里的 memcpy只是copy了一个指针的长度，没有copy全。这里的代码是C++代码，原文中给出了正确的改正方法 – 传reference：

ID_INLINE mat3_t::mat3_t( float (&src)[3][3] )
{
    memcpy( mat, src, sizeof( src ) );
}

[#4] ReactOS项目 – "错误地计算一个字符串的长度"

static const PCHAR Nv11Board = "NV11 (GeForce2) Board";
static const PCHAR Nv11Chip = "Chip Rev B2";
static const PCHAR Nv11Vendor = "NVidia Corporation";

BOOLEAN
IsVesaBiosOk(…)
{
    …
    if (!(strncmp(Vendor, Nv11Vendor, sizeof(Nv11Vendor))) &&
            !(strncmp(Product, Nv11Board, sizeof(Nv11Board))) &&
            !(strncmp(Revision, Nv11Chip, sizeof(Nv11Chip))) &&
            (OemRevision == 0×311))
    …
}

Bug处在IsVesaBiosOK中那一串strncmp调用中，代码将一个指针的size传入strncmp作为第三个参数，导致 strncmp实际只是比较了字符串的前4 or 8个字节，而不是字符串的全部内容。

[#6] CPU Identifying Tool项目 – 数组越界

#define FINDBUFFLEN 64  // Max buffer find/replace size
…
int WINAPI Sticky (…)
{
    …
    static char findWhat[FINDBUFFLEN] = {'\0'};
    …
    findWhat[FINDBUFFLEN] = '\0';
    …
}

bug出在"findWhat[FINDBUFFLEN] = ‘\0′;”这一行。数组的最大长度为FINDBUFFLEN，但下标的最大值应该是FINDBUFFLEN-1，而不是FINDBUFFLEN。因此这 行代码显然应该改为findWhat[FINDBUFFLEN-1] = '\0';

[#7] Wolfenstein 3D项目 – 数组越界

typedef struct bot_state_s
{
    …
    char teamleader[32]; //netname of the team leader
    …
}  bot_state_t;

void BotTeamAI( bot_state_t *bs ) {
    …
    bs->teamleader[sizeof( bs->teamleader )] = '\0';
    …
}

"sizeof( bs->teamleader )]"这行的结果值已经超出了数组的最大边界，正确的代码是：

bs->teamleader[
  sizeof(bs->teamleader) / sizeof(bs->teamleader[0]) – 1
  ] = '\0';

[#8] Miranda IM项目 – 只Copy了部分字符串

struct _textrangew
{
    CHARRANGE chrg;
    LPWSTR lpstrText;
} TEXTRANGEW;

const wchar_t* Utils::extractURLFromRichEdit(…)
{
    …
    ::CopyMemory(tr.lpstrText, L"mailto:", 7);
    …
}

这里的bug在于L"mailto:"是宽字符串，宽字符串中的每个字符占2或4个字节（依Compiler使用的字符集编码而定），因此这里只 copy 7个字节显然是不够的，应该是7 * sizeof(wchar_t)。

[#9] CMake项目 – 循环內的数组越界

static const struct {
    DWORD   winerr;
    int     doserr;
} doserrors[] =
{
    …
};

static void
la_dosmaperr(unsigned long e)
{
    …
    for (i = 0; i < sizeof(doserrors); i++)
    {
        if (doserrors[i].winerr == e)
        {
            errno = doserrors[i].doserr;
            return;
        }
    }
    …
}

作者原本意图la_dosmaperr中for循环的次数等于数组的元素个数，但sizeof(doserrors)返回的却是数组占用的字节个数，这远远大于数组元素个数，因此造成数组越界。正确的写法：

for (i = 0; i < sizeof(doserrors) / sizeof(*doserrors); i++)

[#10] CPU Identifying Tool项目 – 打印到自身的字符串

char * OSDetection ()
{
    …
    sprintf(szOperatingSystem,
                    "%sversion %d.%d %s (Build %d)",
                    szOperatingSystem,
                    osvi.dwMajorVersion,
                    osvi.dwMinorVersion,
                    osvi.szCSDVersion,
                    osvi.dwBuildNumber & 0xFFFF);
    …
    sprintf (szOperatingSystem, "%s%s(Build %d)",
                      szOperatingSystem, osvi.szCSDVersion,
                      osvi.dwBuildNumber & 0xFFFF);
    …
}

通过sprintf，szOperatingSystem字符串将自己打印到自己里面，这是十分危险的，将导致无法预知的错误结果，可能会导致栈溢出等严重问题。

[#12] Notepad++项目 – 数组局部clear

#define CONT_MAP_MAX 50
int _iContMap[CONT_MAP_MAX];
…
DockingManager::DockingManager()
{
    …
    memset(_iContMap, -1, CONT_MAP_MAX);
    …
}

代码的原本试图将数组_iContMap清零，但memset的第三个参数CONT_MAP_MAX并不能代表数组的真正大小，而只是数组的元素个数而已，显然其忘记乘以sizeof(int)了。

二、未定义行为

在C/C++的语言规范中，我们常常能看到“xx is undefined”。规范中并没有明确表明这类错误是什么样子的，只是说取决于Compiler的实现，也许Compiler会给出正确的结果，但这么使用却是不可移植的。

[#1] Chromium项目 – 智能指针的误用

void AccessibleContainsAccessible(…)
{
    …
    auto_ptr<VARIANT> child_array(new VARIANT[child_count]);
    …
}

这里的问题在于使用new[]分配的内存，在智能指针释放时却用了delete，这将会导致未定义行为。看看autoptr的destructor就知道了：

~auto_ptr() {
    delete _Myptr;
}

我们可以找一些更合适的类来fix这个问题，比如boost::scopedarray。

[#2] IPP Sample项目 – 经典未定义行为

template<typename T, Ipp32s size> void HadamardFwdFast(…)
{
  Ipp32s *pTemp;
  …
  for(j=0;j<4;j++) {
    a[0] = pTemp[0*4] + pTemp[1*4];
    a[1] = pTemp[0*4] – pTemp[1*4];
    a[2] = pTemp[2*4] + pTemp[3*4];
    a[3] = pTemp[2*4] – pTemp[3*4];
    pTemp = pTemp++;
    …
  }
  …
}

很多人一眼就看到了"pTemp = pTemp++"这行，对于这个代码编译器会产生两种结果截然不同的翻译：

pTemp = pTemp + 1;
pTemp = pTemp;

或

TMP = pTemp;
pTemp = pTemp + 1;
pTemp = TMP;

到底是哪种呢？依赖于编译器的实现，甚至是优化级别的设定。

三、与运算优先级相关的错误

[#1] MySQL工程 – !和&的运算优先级

int ha_innobase::create(…)
{
  …
  if (srv_file_per_table
            && !mysqld_embedded
            && (!create_info->options & HA_LEX_CREATE_TMP_TABLE)) {
  …
}

这段代码原意是想测试create_info->options变量中几个bit位的值是否set了，即!(create_info->options & HA_LEX_CREATE_TMP_TABLE)，但由于!的运算优先级高于&，实际逻辑变成了(!create_info->options) & HA_LEX_CREATE_TMP_TABLE了。如果想要这段代码如期工作，就不要吝啬小括号了。

[#2] Emule工程 – *和++的运算优先级

STDMETHODIMP
CCustomAutoComplete::Next(…, ULONG *pceltFetched)
{
  …
  if (pceltFetched != NULL)
    *pceltFetched++;
  …
}

显然作者原意是想对pceltFetched所指向的long型变量进行++操作，但由于*和++的运算优先级没有搞对，导致实际上执行了*(pceltFetched++)的操作，而不是(*pceltFetched)++操作。

[#3] Chromium项目 – &和!=的运算优先级

#define FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY 0×00000010

bool GetPlatformFileInfo(PlatformFile file, PlatformFileInfo* info) {
  …
  info->is_directory =
    file_info.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY != 0;
  …
}

这个程序员的意图是通过测试file_info.dwFileAttributes的几个bit位的值来判定是否是目录，逻辑上应该是(file_info.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY) != 0，但由于!=优先级高于&，原代码中无括号，结果逻辑变成了file_info.dwFileAttributes & (FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY != 0)，导致is_directory将永远求值为true。

[#4] BCmenu项目 – if和else弄混

void BCMenu::InsertSpaces(void)
{
  if(IsLunaMenuStyle())
    if(!xp_space_accelerators) return;
  else
    if(!original_space_accelerators) return;
  …
}

这又是C语言的一个“大坑”，无奈这个BCMenu项目的程序员掉坑里了。虽然从代码缩进上来看，else似乎是与最外层的if配对使用，但实际这段代码的效果是：

if(IsLunaMenuStyle())
{
   if(!xp_space_accelerators) {
     return;
   } else {
     if(!original_space_accelerators) return;
   }
}

这显然不是程序员原意，看来括号必要时还是不能省略的。修改后的代码如下：

if(IsLunaMenuStyle()) {
  if(!xp_space_accelerators) return;
} else {
  if(!original_space_accelerators) return;
}

四、格式化输出错误

[#1] ReactOS项目 – 错误地输出WCHAR字符

static void REGPROC_unescape_string(WCHAR* str)
{
  …
  default:
    fprintf(stderr,
            "Warning! Unrecognized escape sequence: \\%c'\n",
            str[str_idx]);
  …
}

%c是用来格式化输出非宽字符的，这里用来输出WCHAR显然会得到错误的结果，fix solution是将%c换位%C。

[#2] Intel AMT SDK项目 – 缺少%s

void addAttribute(…)
{
  …
  int index = _snprintf(temp, 1023, 
                        "%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:%02x%02x:"
                        "%02x%02x:02x%02x:%02x%02x:%02x%02x",
                        value[0],value[1],value[2],value[3],value[4],
                        value[5],value[6],value[7],value[8],
                        value[9],value[10],value[11],value[12],
                        value[13],value[14],value[15]);
  …
}

不解释了，自己慢慢数和对照吧。

[#3] Intel AMT SDK项目 – 未使用的参数

bool GetUserValues(…)
{
  …
  printf("Error: illegal value. Aborting.\n", tmp);
  return false;
}

显然tmp是多余的。

五、书写错误

[#1] Miranda IM项目 – 在if中赋值

void CIcqProto::handleUserOffline(BYTE *buf, WORD wLen)
{
  …
  else if (wTLVType = 0×29 && wTLVLen == sizeof(DWORD))
  …
}

“wTLVType = 0×29”显然是笔误，应该是“wTLVType == 0×29”才对。

[#3] Clang项目 – 对象名书写错误

static Value *SimplifyICmpInst(…) {
  …
  case Instruction::Shl: {
    bool NUW =
      LBO->hasNoUnsignedWrap() && LBO->hasNoUnsignedWrap();
    bool NSW =
      LBO->hasNoSignedWrap() && RBO->hasNoSignedWrap();
  …
}

从最后一行先后使用了LBO和RBO来看，前面只用了LBO的那行很可能是有问题的，正确的应该是：

bool NUW =
      LBO->hasNoUnsignedWrap() && RBO->hasNoUnsignedWrap();

[#6] G3D Content Pak项目 – 一对括号放错了地方

bool Matrix4::operator==(const Matrix4& other) const {
  if (memcmp(this, &other, sizeof(Matrix4) == 0)) {
    return true;
  }
  …
}

由于括号放错了地方，导致memcmp最后的参数变成了sizeof(Matrix4) == 0，这行代码的正确写法应该是：

if (memcmp(this, &other, sizeof(Matrix4)) == 0) {

[#8] Apache Http Server项目 – 多余的sizeof

PSECURITY_ATTRIBUTES GetNullACL(void)
{
  PSECURITY_ATTRIBUTES sa;
  sa  = (PSECURITY_ATTRIBUTES)
    LocalAlloc(LPTR, sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES));
  sa->nLength = sizeof(sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES));
  …
}

最后一行显然是笔误，sizeof(sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES))应该写为sizeof(SECURITY_ATTRIBUTES)才对。

[#10] Notepad++项目 – 在本来应该用&的地方使用了&&

TCHAR GetASCII(WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
  …
  result=ToAscii(wParam,
                 (lParam >> 16) && 0xff, keys,&dwReturnedValue,0);
  …
}

(lParam >> 16) && 0xff没有什么意义，求值结果总是true。这里的代码应该是(lParam >> 16) & 0xff。

[#12] Fennec Media Project项目 – 额外的分号

int settings_default(void)
{
  …
  for(i=0; i<16; i++);
    for(j=0; j<32; j++)
    {
      settings.conversion.equalizer_bands.boost[i][j] = 0.0;
      settings.conversion.equalizer_bands.preamp[i]   = 0.0;
    }
}

这又是一个实际逻辑与代码缩进不符的例子。作者的原意是这样的：

for(i=0; i<16; i++) 
{
    for(j=0; j<32; j++)
    {
      settings.conversion.equalizer_bands.boost[i][j] = 0.0;
      settings.conversion.equalizer_bands.preamp[i]   = 0.0;
    }
}

但实际执行代码逻辑却是：

for(i=0; i<16; i++) 
{
    ;
}

for(j=0; j<32; j++)
{   
  settings.conversion.equalizer_bands.boost[i][j] = 0.0;
  settings.conversion.equalizer_bands.preamp[i]   = 0.0;
}

这一切都是那个;导致的。

六、对基本函数和类的误用

[#2] TortoiseSVN项目 – remove函数的误用

STDMETHODIMP CShellExt::Initialize(….)
{
  …
  ignoredprops = UTF8ToWide(st.c_str());
  // remove all escape chars ('\\')
  std::remove(ignoredprops.begin(), ignoredprops.end(), '\\');
  break;
  …
}

作者意图删除所有'\\'，但他用错了函数，remove函数只是交换元素的位置，将要删除的元素交换到尾部trash，并且返回指向trash首地址的iterator。正确的做法应该是"v.erase(remove(v.begin(), v.end(), 2), v.end())"。

[#5] Pixie项目 – 在循环中使用alloca函数

inline  void  triangulatePolygon(…) {
  …
  for (i=1;i<nloops;i++) {
    …
    do {
      …
      do {
        …
        CTriVertex  *snVertex =
         (CTriVertex *)alloca(2*sizeof(CTriVertex));
        …
      } while(dVertex != loops[0]);
      …
    } while(sVertex != loops[i]);
    …
  }
  …
}

alloca函数在栈上分配内存，因此在循环中使用alloca可能会很快导致栈溢出。

七、无意义的代码

[#1] IPP Samples项目 – 不完整的条件

void lNormalizeVector_32f_P3IM(Ipp32f *vec[3],
                                 Ipp32s* mask, Ipp32s len)
{
  Ipp32s  i;
  Ipp32f  norm;

  for(i=0; i<len; i++) {
    if(mask<0) continue;
    norm = 1.0f/sqrt(vec[0][i]*vec[0][i]+
                     vec[1][i]*vec[1][i]+vec[2][i]*vec[2][i]);
    vec[0][i] *= norm; vec[1][i] *= norm; vec[2][i] *= norm;
  }
}

mask是Ipp32s类型指针，这样if (mask< 0)这句代码显然没啥意义，正确的代码应该是：

if (mask[i] < 0) continue;

[#2] QT项目 – 重复的检查

Q3TextCustomItem* Q3TextDocument::parseTable(…)
{
  …
  while (end < length
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("</td"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("<td"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("</th"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("<th"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("<td"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("</tr"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("<tr"))
         && !hasPrefix(doc, length, end, QLatin1String("</table"))) {

  …
}

这里对"<td"做了两次check。

八、总是True或False的条件

[#1] Shareaza项目 – char类型的值范围

void CRemote::Output(LPCTSTR pszName)
{

  …
  CHAR* pBytes = new CHAR[ nBytes ];
  hFile.Read( pBytes, nBytes );
  …
  if ( nBytes > 3 && pBytes[0] == 0xEF &&
             pBytes[1] == 0xBB && pBytes[2] == 0xBF )
  {
    pBytes += 3;
    nBytes -= 3;
    bBOM = true;
  }
  …
}

表达式"pBytes[0] == 0xEF"总是False。char类型的值范围是-128~127 < 0xEF，因此这个表达式总是False，导致整个if condition总是为False，与预期逻辑不符。

[#3] VirtualDub项目 – 无符号类型总是>=0

typedef unsigned short wint_t;
…
void lexungetc(wint_t c) {
  if (c < 0)
    return;
   g_backstack.push_back(c);
}

c是unsigned short类型，永远不会小于0,也就是说if (c < 0)永远为False。

[#8] MySQL项目 – 条件错误

enum enum_mysql_timestamp_type
str_to_datetime(…)
{
  …
  else if (str[0] != ‘a’ || str[0] != 'A')
    continue; /* Not AM/PM */
  …
}

if (str[0] != ‘a’ || str[0] != 'A')这个条件永远为真。也许这块本意是想用&&。

九、代码漏洞

导致漏洞的代码错误实际上也都是笔误、不正确的条件以及不正确的数组操作等。但这里还是想将一些特定错误划归为一类，因为入侵者可以利用这些错误来攻击你的代码，获取其利益。

[#1] Ultimate TCP/IP项目 – 空字符串的错误检查

char *CUT_CramMd5::GetClientResponse(LPCSTR ServerChallenge)
{
  …
  if (m_szPassword != NULL)
  {
    …
    if (m_szPassword != '\0')
    {
  …
}

第二个if condition check意图检查m_szPassword是否为空字符串，但却错误的将指针与'\0'进行比较，正确的代码应该是这样的：

if (*m_szPassword != '\0')

[#2] Chromium项目 – NULL指针的处理

bool ChromeFrameNPAPI::Invoke(…)
{
  ChromeFrameNPAPI* plugin_instance =
    ChromeFrameInstanceFromNPObject(header);
  if (!plugin_instance &&
      (plugin_instance->automation_client_.get()))
    return false;
  …
}   

一旦plugin_instance为NULL，!plugin_instance为True，代码对&&后面的子条件求值，引用plugin_instance将导致程序崩溃。正确的做法应该是：

if (plugin_instance &&
        (plugin_instance->automation_client_.get()))
  return false;

[#5] Apache httpd Server项目 – 不完整的缓冲区clear

#define MEMSET_BZERO(p,l)       memset((p), 0, (l))

void apr__SHA256_Final(…, SHA256_CTX* context) {
  …
  MEMSET_BZERO(context, sizeof(context));
  …
}

这个错误前面提到过，sizeof(context)只是指针的大小，将之改为sizeof(*context)就OK了。

[#7] PNG Library项目 – 意外的指针clear

png_size_t
png_check_keyword(png_structp png_ptr, png_charp key,
                    png_charpp new_key)
{
  …
  if (key_len > 79)
  {
    png_warning(png_ptr, "keyword length must be 1 – 79 characters");
    new_key[79] = '\0';
    key_len = 79;
  }
  …
}

new_key的类型为png_charpp，顾名思义，这是一个char**类型，但代码中new_key[79] = ‘\0′这句显然是要给某个char赋值，但new_key[n]得到的应该是一个地址，给一个地址赋值为’\0′显然是有误的。正确的写法应该是(*new_key)[79] = '\0'。

[#10] Miranda IM项目 – 保护没生效

void Append( PCXSTR pszSrc, int nLength )
{
  …
  UINT nOldLength = GetLength();
  if (nOldLength < 0)
  {
    // protects from underflow
    nOldLength = 0;
  }
  …
}

nOldLength椒UINT类型，其值永远不会小于0,因此if (nOldLength < 0)这行成了摆设。

[#12] Ultimate TCP/IP项目 – 不正确的循环结束条件

void CUT_StrMethods::RemoveSpaces(LPSTR szString) {
  …
  size_t loop, len = strlen(szString);
  // Remove the trailing spaces
  for(loop = (len-1); loop >= 0; loop–) {
    if(szString[loop] != ' ')
      break;
  }
  …
}

循环中的结束条件loop >= 0将永远为True，因为loop变量的类型是size_t是unsigned类型，永远不会小于0。

十、拷贝粘贴

和笔误不同，程序员们决不因该低估拷贝粘贴问题，这类问题发生了太多。程序员们花费了大量时间在这些问题的debug上。

[#1] Fennec Media Project项目 – 处理数组元素时出错

void* tag_write_setframe(char *tmem,
                         const char *tid, const string dstr)
{
  …
  if(lset)
  {
    fhead[11] = '\0';
    fhead[12] = '\0';
    fhead[13] = '\0';
    fhead[13] = '\0';
  }
  …
}

咋看一下，fhead[13]做了两次赋值，似乎没啥问题。但仔细想一下，最后那行程序员的原意极可能是想写fhead[14] = '\0'。问题就在这里了。

[#2] MySQL项目 – 处理数组元素时出错

static int rr_cmp(uchar *a,uchar *b)
{
  if (a[0] != b[0])
    return (int) a[0] – (int) b[0];
  if (a[1] != b[1])
    return (int) a[1] – (int) b[1];
  if (a[2] != b[2])
    return (int) a[2] – (int) b[2];
  if (a[3] != b[3])
    return (int) a[3] – (int) b[3];
  if (a[4] != b[4])
    return (int) a[4] – (int) b[4];
  if (a[5] != b[5])
    return (int) a[1] – (int) b[5];
  if (a[6] != b[6])
    return (int) a[6] – (int) b[6];
  return (int) a[7] – (int) b[7];
}

编写这类代码时，我猜绝大多数人会选择Copy-Paste，然后再逐行修改，问题就发生在修改过程中，上面的代码中当处理a[5] != b[5]时就忘记修改一个下标了：return (int) a[1] – (int) b[5];显然这里的正确代码应该是return (int) a[5] – (int) b[5]。

[#3] TortoiseSVN项目 文件名不正确

BOOL GetImageHlpVersion(DWORD &dwMS, DWORD &dwLS)
{
  return(GetInMemoryFileVersion(("DBGHELP.DLL"),
                                dwMS,               
                                dwLS)) ;            
}

BOOL GetDbgHelpVersion(DWORD &dwMS, DWORD &dwLS)
{
  return(GetInMemoryFileVersion(("DBGHELP.DLL"),
                                dwMS,                           
                                dwLS)) ;                        
}

GetImageHlpVersion和GetDbgHelpVersion都使用了"DBGHELP.DLL"文件，显然GetImageHlpVersion写错文件名了。应该用"IMAGEHLP.DLL"就对了。

[#4] Clang项目 – 等同的函数体

MapTy PerPtrTopDown;
MapTy PerPtrBottomUp;

void clearBottomUpPointers() {
  PerPtrTopDown.clear();
}

void clearTopDownPointers() {
  PerPtrTopDown.clear();
}

我们看到虽然两个函数名不同，但是函数体的内容是相同的，显然又是copy-paste惹的祸。做如下修改即可：

void clearBottomUpPointers() {
  PerPtrBottomUp.clear();
}

十一、Null指针的校验迟了

这里的“迟了”的含义是先使用指针，然后再校验指针是否为NULL。

[#1] Quake-III-Arena项目 – 校验迟了

void Item_Paint(itemDef_t *item) {
  vec4_t red;
  menuDef_t *parent = (menuDef_t*)item->parent;
  red[0] = red[3] = 1;
  red[1] = red[2] = 0;
  if (item == NULL) {
    return;
  }
  …
}

在校验item是否为NULL前已经使用过item了，一旦item真的为NULL，那程序必然崩溃。

十二、其他杂项

[#1] Image Processing 项目 – 八进制数

inline
void elxLuminocity(const PixelRGBus& iPixel,
                     LuminanceCell< PixelRGBus >& oCell)
{
  oCell._luminance = uint16(0.2220f*iPixel._red +
                            0.7067f*iPixel._blue + 0.0713f*iPixel._green);
  oCell._pixel = iPixel;
}

inline
void elxLuminocity(const PixelRGBi& iPixel,
                     LuminanceCell< PixelRGBi >& oCell)
{
  oCell._luminance = 2220*iPixel._red +
    7067*iPixel._blue + 0713*iPixel._green;
  oCell._pixel = iPixel;
}

第二个函数，程序员原意是使用713这个十进制整数，但0713 != 713，在C中，0713是八进制的表示法，Compiler会认为这是个八进制数。

[#2] IPP Sample工程 – 一个变量用于两个loop中

JERRCODE CJPEGDecoder::DecodeScanBaselineNI(void)
{
  …
  for(c = 0; c < m_scan_ncomps; c++)
  {
    block = m_block_buffer + (DCTSIZE2*m_nblock*(j+(i*m_numxMCU)));

    // skip any relevant components
    for(c = 0; c < m_ccomp[m_curr_comp_no].m_comp_no; c++)
    {
      block += (DCTSIZE2*m_ccomp[c][/c][/c].m_nblocks);
    }
  …
}

变量c用在了两个loop中，这会导致只有部分数据被处理，或外部循环中止。

[#3] Notepad++项目 – 怪异的条件表达式

int Notepad_plus::getHtmlXmlEncoding(….) const
{
  …
  if (langT != L_XML && langT != L_HTML && langT == L_PHP)
    return -1;
  …
}

代码中的那行if条件等价于 if (langT == L_PHP)，显然似乎不是作者原意，猜测正确的代码应该是这样的：

int Notepad_plus::getHtmlXmlEncoding(….) const
{
  …
  if (langT != L_XML && langT != L_HTML && langT != L_PHP)
    return -1;
  …
}

© 2013, bigwhite. 版权所有.

零、数组与数组名

C语言中的数组的一般声明形式如下：

T arr_name[n]; /* T为类型，n为数组元素个数 */

从内存布局角度来说，数组T arr_name[n]就是内存中连续的内存单元，每个内存单元的长度为sizeof(T)，数组的起始内存单元地址为arr_name所在的内存地址， 同时也是数组第一个元素arr_name[0]的内存地址。

C语言数组的数组名(arr_name)有这样的特点：arr_name = &arr_name = *arr_name = 数组起始地址。见下面例子：

char a[5];

printf("a = %p\n", a);
printf("&a = %p\n", &a);
printf("*a = %p\n", *a);

输出结果：

a = 0xbfb146c0
&a = 0xbfb146c0
*a = 0xbfb146c0

C语言数组与指针有着紧密的联系。数组名本身的值就是数组的起始地址，有了地址，就有了指针存在的理由了。

1) 数组名可以被当作指针来用

    char a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printf("%d, %d, %d\n", *a, *(a+1), *(a+2)); // 输出1, 2, 3
   
    这种用法下，数组名相当于指向数组首地址的char*指针变量。

2) 数组名可以作为地址被赋值给兼容类型的指针变量
   
    char a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    char *p = a;
    printf("%d, %d, %d\n", *p, *(p+1), *(p+2)); //输出1, 2, 3

3) 数组名不可以被当作指针变量来赋值

    char a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    char b[5] = {6, 7, 8, 9, 0};

    a = b; //编译器提示错误：将‘char *’赋值给‘char[5]’时类型不兼容

    数组名与指针变量不同：指针变量有单独的存储空间，其存储空间内存储的是指向的内存单元的地址，但数组名只是个"代号"而已，其没有单独的存储空间，其所 在内存地址中存储的是数组第一个元素的元素值，而不是一个地址。或者说数组名代表的是一个值类型，char a[5]中的a可理解为是一个char[5]的值类型变量。将一个数组指针变量值赋值给一个值变量显然是不合逻辑的，也是非法的。

4) 考虑到效率，数组无法被按值传递给函数
   
    虽然数组名可以理解为一个值类型变量，但将数组名传递给函数时，传递的不是数组的全部，而只是数组的首地址，这显然是有效率方面考虑的。如果是传递数组的 全部，那碰到大数组时，这个mem copy的效率显然是不可接受的。但通过这个首地址，函数内部也是可以访问和修改数组中的所有元素的。
   
5) 函数形参中的数组变量将被转化为兼容类型指针变量对待

正如4)中所言，数组是以传址方式传入函数的。对于以数组变量作为形参的函数来说，在函数内部引用该参数时，会自动将该参数视为数组类型兼容的指 针变量，比如：
    char a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    void foo(char a[5]) {
        printf("sizeof(a) = %d\n", sizeof(a));
    }

    这是一个经典的C语言“陷阱”。foo形参中变量a已经转化为一个char*类型指针了。对该指针变量进行sizeof操作，所得的 size仅是一个指针的长度(在32bit编译下是4)，而不是a数组的长度(4 * 5)。

一、多维数组的理解

C语言中管数组的数组(的数组的…)称为多维数组，虽然高于二维的多维数组并不经常使用和遇见。

T multi_arr_name[i][j][k];

多维数组也是数组，根据数组的理解，多维数组也是内存中连续分配的内存单元，只是这些物理分配的内存单元被从逻辑上看成是“行”、“列”以及各种 维度罢了。《C专家编程》中有一种理解方法：将数组看成是一种向量，也就是某种对象的一维数组；当其元素为其他数组时，这个向量也就是我们所说的 多维数组。

我们来结合例子理解一下多维数组，从低维到高维度逐步理解：

1) 一维数组

char a[2];
这是一个向量，拥有两个元素，向量中的元素类型为char。可以理解为：

char a[2]; <=> (char) a[2];

2) 二维数组

char a[2][3];
这是一个向量，拥有两个元素，向量中的元素类型为char[3]。可以理解为：

char a[2][3]; <=> (char[3]) a[2];

3) 三维数组

char a[2][3][5];
这是一个向量，拥有两个元素，向量中的元素类型为char[3][5]。可以理解为：

char a[2][3][5]; <=> (char[3][5]) a[2];

4) N维数组

char a[i][j][k]…[z];
这是一个向量，拥有i个元素，向量中的元素类型为char[j][k]…[z]。可以理解为：

char a[i][j][k]…[z]; <=> (char [j][k]…[z]) a[i];

二、与数组类型兼容的指针类型

假设有下面这样一个数组：

char a[2][3];

我要声明一个可以指向该数组的指针变量，这个声明该如何书写呢？是 char *p[3]还是char (*p)[3]？按照上面对多维数组的理解:

char a[2][3]; <=> char[3] a[2];

这样我们只需构造出一个指向char[3]类型的指针即可，显然这样的指针声明是(char[3]) *p。哦，不对，这样的声明C编译器是不认的，乾坤大挪移！把(char[3])从中间劈开 => char *p[3]，这样对么？这个是指向数组a的指针么？怎么越看越像是一个指针数组阿，char *p[3]<=> (char*) p[3]。哇，真的弄错了，改！ 对了，刚才忘记了(char[3]) *p中还有一对括号呢，给*p穿上，=> char (*p)[3]。这回没错了，就是它了。

char a[2][3];
char (*p)[3];

p = a; /* 没有什么比这个还正确的了 */

再来一个三维数组的例子，这次简单直白点。

char a[2][3][5];

变形！=> (char[3][5]) a[2];
指针有了 => (char[3][5]) *p => char (*p)[3][5];

有了上面的例子分析，对于更高维度数组，你还不会声明其兼容的指针类型吗？

理解了多维数组兼容的指针变量的类型声明，那么将多维数组与函数结合在一起使用时，你就会得心应手了，在函数内部你看到的、能用到的就是多维数组 对应的兼容指针类型变量。

三、多维数组中的“隐式数组名”

在很多C语言书中，我们会经常看到这样的描述：对于多维数组char a[m][n][h]，其中的某个元素a[i][j][k] <=> *(*(*(a + i) + j) + k)。这种等价形式是如何形成的呢？

第零小节的描述告诉我们：数组名是具有指针属性的，除了标准的下标引用方式外，还可以以指针的方式做指针运算以及访问元素，这就是 *(*(*(a + i) + j) + k)是合法的原因。

接下来我们来对*(*(*(a + i) + j) + k)做一次分解分析。鉴于一般形式不易理解和输出结果，我们用一个具体的例子来说明。

    char a[2][3][5] = {
        {
            {1, 2, 3, 4, 5},
            {6, 7, 8, 9, 10},
            {11, 12, 13, 14, 15},
        },

        {
            {21, 22, 23, 24, 25},
            {26, 27, 28, 29, 30},
            {31, 32, 33, 34, 35},
        }
    };

    char (*p)[3][5] = a;
    printf("a[1][2][3] = %d\n”, a[1][2][3]);
    printf("a addr = %p\n", a);
    printf("a + 1 = %p\n", a + 1);
    printf("*(a + 1) = %p\n", *(a + 1));
    printf("*(a + 1) + 2 = %p\n", *(a + 1) + 2);
    printf("*(*(a + 1) + 2) = %p\n", *(*(a + 1) + 2));
    printf("*(*(a + 1) + 2) + 3 = %p\n", *(*(a + 1) + 2) + 3);
    printf("*(*(*(a + 1) + 2) + 3) = %d\n", *(*(*(a + 1) + 2) + 3));

编译这个程序，执行输出：

a[1][2][3] = 34
a addr = 0xbfa0893e
a + 1 = 0xbfa0894d
*(a + 1) = 0xbfa0894d
*(a + 1) + 2 = 0xbfa08957
*(*(a + 1) + 2) = 0xbfa08957
*(*(a + 1) + 2) + 3 = 0xbfa0895a
*(*(*(a + 1) + 2) + 3) = 34

我们以*(*(*(a + 1) + 2) + 3)为例，再根据上面的输出结果，逐步拆解分析。

1) a + 1

a的等价指针类型是char (*p)[3][5]; 因此a + 1这个指针运算的结果相当于在数组a的起始地址开始向后移动sizeof(char [3][5])个字节。从输出结果来看，a + 1 = 0xbfa0894d = 0xbfa0893e + 15 = a addr +15也印证了这点。

2) *(a + 1)

通常指针的解引用操作会得到指针所指内存地址所在存储单元中存储的值。但上面的输出结果让我们产生疑问：

*(a + 1) = 0xbfa0894d == a + 1

在若干年前我的文章《挖掘一下C语言中的多维数组》中曾经探讨过这个问题，当时针对这个问题并未给出答案。这次对此问题我又有了新的认识。还记得我们在开篇中对数组名做的操作以及输出结果么：

char a[5];

a = 0xbfb146c0
&a = 0xbfb146c0
*a = 0xbfb146c0

也是a == *a。而这里同样是*(a + 1) == a + 1。通过这个对比我们得到一个大胆的推论：a + 1也可以看作是一个“数组名”，这是一个隐式数组名。只有这个解释看起来是合理的。

3) *(a + 1) + 2

a + 1这个隐式数组名对应的指针类型是char (*p)[5]，因此 *(a+1) +2相当于从a + 1地址的开始再向后移动10(2 x 5)个字节，也就是0xbfa08957，输出结果也印证了这点。

4) *(*(a + 1) + 2)

我们又遇到了一个隐式数组名。*(*(a + 1) + 2) = 0xbfa08957 == *(a + 1) + 2。

5) *(*(a + 1) + 2) + 3

*(a + 1) + 2这个隐式数组名对应的指针类型是char *p，因此*(*(a + 1) + 2) + 3相当于从*(a + 1) + 2开始再向后移动3个字节，也就是0xbfa0895a，注意这个地址所在单元上存储的是一个char值。

6) *(*(*(a + 1) + 2) + 3)

如果将*(*(a + 1) + 2) + 3赋值给char *p，那么*(*(*(a + 1) + 2) + 3)就相当于*p，这个再简单不过了，34就是这个单元存储的char值。

© 2013, bigwhite. 版权所有.