20 · 未定义行为与安全函数

2026.09.27 · 🟡 中

什么是未定义行为（UB）

标准没有规定结果的行为 —— 编译器可以做任何事：崩溃、静默出错、或看起来正常。这是 C 最危险的地方：「能跑」不等于「正确」。

常见 UB 清单

UB	例子
数组越界	`int a[5]; a[10] = 1;`
解引用野指针 / NULL	`int p; p = 1;`
悬空指针	free 后再用
有符号整数溢出	`INT_MAX + 1`
读未初始化变量	`int x; printf("%d", x);`
同一表达式修改同一变量	`i = i++ + ++i;`
除以 0	`int a = 1 / 0;`
字符串缺 `'\0'`	`strlen` 读到越界
修改字符串字面量	`char *p="hi"; p[0]='H';`

不安全的经典函数 → 安全替代

❌ 不安全	✅ 替代
`gets(buf)`	`fgets(buf, size, stdin)`
`strcpy(dst, src)`	`strncpy` / `snprintf` / `strcpy_s`
`strcat(dst, src)`	`strncat` / `strcat_s`
`scanf("%s", buf)`	`scanf("%19s", buf)` 限宽或 `fgets`
`sprintf(buf, ...)`	`snprintf(buf, size, ...)`
`memcpy` 重叠	`memmove`

核心原则：凡是往缓冲区写数据的操作，都要把缓冲区大小传进去，并且检查够不够。

C11 的安全函数（Annex K）

fopen_s / strcpy_s / strcat_s / gets_s 等，带 _s 后缀，强制传缓冲区大小。 ⚠️ 并非所有编译器都支持，跨平台时慎用。

编写健壮 C 的习惯

所有 malloc、fopen、系统调用立刻检查返回值。
所有指针初始化，所有缓冲区操作带上界。
编译时开警告：gcc -Wall -Wextra -Werror，把警告当错误。
调试期开 -fsanitize=address,undefined。

关联

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